【摘要】結(jié)合某一個具體的大底盤高層結(jié)構(gòu)設計，著重分析了從概念設計到計算模型的處理；描述了工程中大底盤多塔、結(jié)構(gòu)高位轉(zhuǎn)換以及結(jié)構(gòu)超長等結(jié)構(gòu)設計中存在的問題，并提出解決方法；探討了高層結(jié)構(gòu)抗震設計計算模型的基本要求和控制指標。希望本工程的成功實踐能夠?qū)︻愃乒こ唐鸾梃b作用。

【關(guān)鍵詞】大底盤；高層結(jié)構(gòu)；抗震設計；高位轉(zhuǎn)換

1.工程概況

本工程為某一高層大廈，該工程總高度為將近100m，總建筑面積為16萬m2，地上為五層商業(yè)裙房，彼此連接在一起形成一個大空間、大底盤結(jié)構(gòu)，底盤的尺寸：長108m，寬95m，上面有兩幢住宅和一幢公寓寫字樓，層高均為26層，地下為二層的車庫地下室，兼為人防。在本工程結(jié)構(gòu)設計中涉及到高位轉(zhuǎn)換和多塔的復雜結(jié)構(gòu)問題，上部結(jié)構(gòu)分為三個塔樓，其結(jié)構(gòu)形式為大開間剪力墻結(jié)構(gòu)體系；轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)所處位置為五層屋頂層；結(jié)構(gòu)底部的形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系。主樓、大底盤以及裙房之間是通過澆筑混凝土后澆帶連續(xù)在一起的，各部位之間是不設置結(jié)構(gòu)縫的。二層地下室的人防設計等級為六級，裙房下基礎采用的形式為柱下樁基，而塔樓下基礎的形式為鉆孔灌注樁加筏板的結(jié)構(gòu)。本工程結(jié)構(gòu)抗震設防烈度為6度，（第一組）設計基本地震加速度為0.05g；建筑抗震設防分類的類別為：下部大底盤商業(yè)建筑為乙類，上部塔樓住宅為丙類；建筑場地類別為Ⅲ類，特征周期為0.51s。根據(jù)本工程的實際工程概況，對于本工程結(jié)構(gòu)設計，其中必須解決好的難題有以下幾點。

2.基礎設計

二層地下室不僅作為停車庫，同時兼有人防功能，平戰(zhàn)結(jié)合，地下室平面長為108m，寬為93m，不需要設縫。對于本工程的大底盤多塔結(jié)構(gòu)的基礎所要考慮的問題為基礎的沉降和伸縮，經(jīng)過分開采取的措施為：①為了減小沉降量，基礎的形式采取長樁加樁筏的形式。②為了減小沉降差，樁適當?shù)倪M行樁徑和樁長的改變和合理搭配。③考慮采用后澆帶進行部位的連接。④為了提高大體積混凝土的抗裂防滲能力，在混凝土中可以加入適量的外加劑。⑤為了減小溫度和材料收縮變形所帶來的不利影響，采取加強配筋等構(gòu)造措施，這樣可以很好的提高結(jié)構(gòu)的使用壽命。在進行筏板的配筋時，應保證符合規(guī)范對最小配筋率的要求，應控制在0.3%，同時通長配筋的數(shù)量不得低于總配筋量的一半以上。⑥對于地下室墻體，應適當?shù)呐渲盟浇?，水平筋的間距不得超過150，同時最小配筋率應控制在0.6%。通過設計，本工程的塔樓下基礎所采用的鉆孔灌注樁的直徑為800mm，有效樁長為38m，樁體進入持力層的長度為2～3m，根據(jù)計算，單樁極限承載力標準值約為6000kN；在進行裙樓柱下鉆孔灌注樁設計時，考慮到地下室底板的不均勻沉降，設計決定采用柱下灌注樁的直徑為700mm，樁的有效長度為33m。通過兩種不同長度樁的搭配使用，地基形成了變剛度體系，與上部荷載很好的協(xié)調(diào)在一起，這種方式有效的解決了不均勻沉降差過大的問題，同時減小了工程造價。塔樓基礎所采用的筏板厚度均取為2.2m，裙樓柱下基礎采用交叉梁系，梁高1500，地下室設0.8m厚的混凝土底板。

3.上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震等級的確定

本工程使用功能較多，但是由于場地較小，因此采用的建筑形式為大底盤大空間帶轉(zhuǎn)換層的多塔樓復雜結(jié)構(gòu)。不同的抗震等級所對應的抗震措施有所不同，而抗震等級的確定是根據(jù)抗震類別和結(jié)構(gòu)體系等進行分析的。同一建筑可能存在不同的抗震類別，以及特殊的高位轉(zhuǎn)換構(gòu)件，因此在進行抗震設計之前應先對結(jié)構(gòu)的抗震等級進行確定，這是個相對復雜的工作。如何做好抗震等級的確定，主要考慮的問題有以下幾點：①上部結(jié)構(gòu)分為三個塔樓，分別為住宅和公寓式寫字樓，其結(jié)構(gòu)形式為大開間剪力墻結(jié)構(gòu)體系：建筑高度100m以內(nèi)的抗震類別確定為丙類，A類高度，而對于建筑高度在31.3m以上的一般剪力墻而言，其非加強部位的抗震等級為三級，短肢強抗震等級確定為二級。②剪力墻：對于建筑高度在31.3m以上的剪力墻加強部位，其抗震類別確定為丙類，A類高度，本身該剪力墻的抗震等級應為二級，但是由于本部位結(jié)構(gòu)為高位轉(zhuǎn)換，因此對于落地剪力墻的底部加強部位，其抗震等級應適當?shù)奶岣咭患?。③高位轉(zhuǎn)換構(gòu)件：對于大底盤轉(zhuǎn)框支框架而言，其抗震類別確定為乙類，而抗震等級由于其為高位轉(zhuǎn)換構(gòu)件，其等級為特一級。④裙樓內(nèi)其他框架：裙樓的抗震等級在進行確定時不得低于主樓的抗震等級，因此對于底盤抗震等級為乙類，裙樓的抗震等級應確定為一級。⑤本工程中，部分構(gòu)件的形式為型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)，因此根據(jù)規(guī)范的規(guī)定，采用這種形式的礦支框架的抗震等級為一級，而位于高位轉(zhuǎn)換處的組合構(gòu)件，其抗震等級提高為特一級。

4.高位轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)措施

本建筑結(jié)構(gòu)七層以上的結(jié)構(gòu)為高位轉(zhuǎn)換層，標高在25.6m以上，其中有部分剪力墻的形式為框支墻，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)所采用的構(gòu)件為鋼筋混凝土寬梁，本工程所使用的寬梁的具體尺寸為1200*2000mm，在轉(zhuǎn)換層的屋面板厚度取為250mm，在需要進行開洞的梁板附近，應加大斷面尺寸和加強配筋。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，對于高位轉(zhuǎn)換，有許多的構(gòu)造要求，對于本工程而已，最主要構(gòu)造要求為以下幾點：塔樓下的框支柱所承受的軸力較大，根據(jù)要求，柱子截面不能過大，因此在框支柱的中心放置適量的鋼管或鋼骨，支柱的截面取為正方形，邊長為1000。在進行結(jié)構(gòu)布置時，對于框支梁，應盡量將其布置在柱中線上以減小偏心的作用，為了避免出現(xiàn)二次轉(zhuǎn)換的問題，設計將上部結(jié)構(gòu)的側(cè)力結(jié)構(gòu)放置在轉(zhuǎn)換梁上。而盡量在轉(zhuǎn)換梁上放置剪力墻，同時加大剪力墻之間的間距，采用大開間的形式；本工程為帶有轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)，豎向抗側(cè)力構(gòu)件不能完整的連續(xù)在一起，因此加強傳遞剪力作用的樓板的剛度和強度，這樣才能保證樓板在傳力過程中能夠安全可靠的進行。在構(gòu)造上，框支梁的截面尺寸應符合規(guī)范要求，考慮剪壓比的影響。框轉(zhuǎn)換層的樓面厚度應取為250mm，這樣才能保證樓板能夠安全可靠的進行剪力的傳遞工作，配筋采用雙向雙層的方式。

5.大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)措施

對于結(jié)構(gòu)的概念設計，在本工程中也尤其重視，其著重點為結(jié)構(gòu)剪力墻在裙房以及主樓中的布置。塔樓的布置會對底盤產(chǎn)生偏心作用，而這個作用會使結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動反應加劇，因此在結(jié)構(gòu)布置時，應盡量減小塔樓與底盤的偏心作用。上部三個塔樓的形式為大開間剪力墻結(jié)構(gòu)體系，在剪力墻結(jié)構(gòu)中，芯筒內(nèi)墻對抗側(cè)剛度的影響甚小，因此在進行剪力墻的布置時，主要考慮承受豎向荷載，采取減小墻體厚度的措施，這樣可以降低自重和減輕地震的振動影響。墻體長度與墻厚的比值應在至少八倍以上，同時小于8m。在結(jié)構(gòu)的七層處為剪力墻厚度轉(zhuǎn)換層，在其以下的剪力墻，如果落地，則應將其厚度增加到500mm；大底盤裙房是作為商用用途的，不能有夠多的混凝土墻，因此部分剪力墻修建成不落地的形式，形成框支剪力墻。同時，為了減小上部結(jié)構(gòu)剛度中心與底部剛度中心之間的距離，塔樓相對于底盤應對稱進行布置，盡量減小塔樓與底盤之間的偏小，這樣才能提高整體剛度的均勻性，減小振動帶來的扭轉(zhuǎn)作用。在底部的裙房入口出布置一道筒體剪力墻，墻體厚度取為300mm。

6.結(jié)語

通過從概念設計來提出初步的結(jié)構(gòu)設計方案思路，針對該工程中出現(xiàn)的大底盤多塔、結(jié)構(gòu)高位轉(zhuǎn)換以及結(jié)構(gòu)超長等特點，結(jié)合以往結(jié)構(gòu)設計中存在的問題，提出合理的解決方法，為同類工程提供有價值的參考。

參考文獻

[1]陳捷.多塔樓大底盤結(jié)構(gòu)設計與計算分析研究[J].科技資訊，2013.（04）.

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