摘要：針對某大底盤、多塔連體、體型極為復(fù)雜的高層建筑實例，對其基礎(chǔ)設(shè)計與上部結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行深入分析，并通過計算得出設(shè)計科學(xué)合理，能滿足規(guī)范和使用要求的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：大底盤；多塔連體；復(fù)雜體型高層建筑；基礎(chǔ)設(shè)計；上部結(jié)構(gòu)設(shè)計

如今，高層建筑的體型越來越復(fù)雜，而且多見大底盤與多塔連體形式，這給建筑的基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)設(shè)計都帶來了很大的困難，如果設(shè)計不合理，將造成安全問題，甚至引發(fā)事故，帶來不必要的損失。

1、工程概況

某建筑群共有6座高層住宅組成（1#樓～6#樓），設(shè)1層地下室，1#樓與2#樓、3#樓與4#樓、5#樓與6#樓在高度上部分相連，3#樓與4#樓之間采用拱形連體，能豐富區(qū)域景觀，凸顯建筑特色，成為標(biāo)志性建筑。地下室高度為5.5m，長度為210m，未設(shè)置伸縮縫與沉降縫，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，建筑地上1層～地上3層為裙房，高度為4.7m。

2、基礎(chǔ)設(shè)計

經(jīng)前期場地地質(zhì)勘察，從上到下土層依次為：厚度為0.9-1.5m的雜填土，厚度為0.9-1.5m的粘土，厚度為16.9-21.8m的淤泥，厚度為2.1-6.1m的粘土，厚度為1.2-10.5m的粉質(zhì)粘土，厚度為1.9-6.9m的粘土，厚度為0.4-10.3m的全風(fēng)化基巖，厚度為0.4-6.6m的強風(fēng)化基巖，厚度不超過10m的中風(fēng)化基巖。地表和地下水位之間的距離為0.6m，水質(zhì)無侵蝕性。

因工程處在沿海區(qū)，場地上層土質(zhì)較軟，且地下水位高，巖層埋藏深度大，并具有一定起伏，地表下方30-50m范圍內(nèi)主要為具有較高壓縮性的軟土。同時，地下室長度較大，超出規(guī)范要求，屬典型的超長結(jié)構(gòu)，必須考慮溫度應(yīng)力造成的影響。另外，塔樓荷載偏大，裙房則較小，局部采用下沉式廣場，有明顯的荷載差異，不均勻沉降將造成直接影響，極大的增加了設(shè)計難度。對此，設(shè)計決定采用樁閥式基礎(chǔ)，同時引入先進(jìn)技術(shù)措施，以保證結(jié)構(gòu)安全與工程質(zhì)量。

工程主要采用直徑相對較大的鉆孔灌注樁，同時將中風(fēng)化巖層視作灌注樁的持力層，持力層中樁端的深度要達(dá)到d，同時在樁端實施壓密注漿，減少差異沉降。對于樁徑，需要按照荷載與沉降進(jìn)行計算，采用C30混凝土，抗拔樁全長度配筋。

除建筑塔樓設(shè)置厚度為2.2m的筏板基礎(chǔ)以外，其它都為獨立承臺。承臺基礎(chǔ)和筏板基礎(chǔ)之間，以及地梁和獨立承臺之間，均配置不小于700mm的底板。為避免混凝土產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力與收縮現(xiàn)象，底板與頂板都要用就有補償收縮特性的C35混凝土，同時提高一定配筋率，在荷載有很大差異的位置增設(shè)一定數(shù)量的后澆帶，在主體施工完畢后進(jìn)行封閉，這樣能進(jìn)一步減少以差異沉降帶來的應(yīng)力。對于塔樓的筏板基礎(chǔ)，需要按照彈性支座板完成計算與分析。

為了保證建筑地下室大體積砼施工質(zhì)量，需在技術(shù)層面滿足以下基本要求：第一，由45d及60d的后期強度替代常規(guī)的28d強度；第二，確定合適的配合比，在條件允許的情況下以水化熱相對較低的水泥為主；第三，用由AEC水泥制成的具有補償收縮特性的混凝土，具體用量通過試驗和分析確定；第四，采用蓄熱養(yǎng)護措施，并輔以動態(tài)溫度監(jiān)測，保證養(yǎng)護質(zhì)量。蓄熱養(yǎng)護是指采用草包或者是塑料薄膜進(jìn)行覆蓋，同時予以持續(xù)灑水，一般持續(xù)時間要達(dá)到14d以上；最后，混凝土的內(nèi)部和外部溫差應(yīng)控制在25℃以內(nèi)，否則將產(chǎn)生溫縮裂縫，造成質(zhì)量問題。

考慮到地下室的長度和深度都較大，但豎向荷載偏小的特點，在基坑支護方面決定采用一樁多用的方法，是指以基礎(chǔ)圍護樁為主，在各階段分別當(dāng)做圍護結(jié)構(gòu)，工程樁及地下室的外墻，具有良好的經(jīng)濟效益。設(shè)計塔樓核心筒的過程中，應(yīng)重點考慮是否有管道從墻體中穿過，為了使結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定和安全，需要綜合布置所有專業(yè)的管線，特別是核心筒中被削弱的部位，必須進(jìn)行有效的增強處理。

3、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1上部結(jié)構(gòu)選型

如前所述，該建筑群包含6座住宅和3層裙房，不僅底盤較大，而且多塔連體，體型十分復(fù)雜。工程設(shè)計階段采用框剪體系，除管道井、電梯井與樓梯間采用抗扭剪力墻外，其它都為常規(guī)剪力墻，即均不落地，同時在裙房的頂層采用轉(zhuǎn)換梁，以此滿足大空間及大柱網(wǎng)方面的要求。下層采用C40混凝土，上層采用C30混凝土，剪力墻的厚度在200-250mm范圍內(nèi)，局部設(shè)置的抗扭剪力墻，其截面應(yīng)增加到400mm。屋面板及樓面實際厚度都應(yīng)根據(jù)板跨進(jìn)行確定，由于本工程的屋面板與樓面都有很大的跨度，容易出現(xiàn)角部開裂等問題，所以不僅要進(jìn)行配筋計算，而且還要在角部設(shè)置構(gòu)造筋，對于轉(zhuǎn)換層和與之相鄰的樓板，其剛度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行設(shè)計與施工規(guī)范進(jìn)行加強處理，樓板總厚確定為200mm，框架的支柱與支梁都根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行設(shè)計，通常情況下，框架抗震等級取3級，普通剪力墻也為3級，而抗扭剪力墻則為2級。

1#樓和2#樓、5#樓和6#樓采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接；而3#樓和4#樓之間采用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接。主體和鋼結(jié)構(gòu)之間的連接，主要使用鉸接支座，并安裝限位器，用于變形控制。需要注意，因連體部分不僅要按照要求進(jìn)行防腐處理，而且還要進(jìn)行防火涂裝，關(guān)鍵節(jié)點還需采用構(gòu)造措施，確保耐火極限能夠滿足要求。

3.2計算與分析

計算采用SATWE進(jìn)行，校核采用ANSYS，根據(jù)計算與校核結(jié)果實施優(yōu)化分析。

計算時需采用的參數(shù)包括：風(fēng)壓為0.55kN/m2；學(xué)壓為0.15kN/m2；安全等級確定為2級；六度設(shè)防；三級場地；通過施工方法的模擬對豎向荷載進(jìn)行計算；振型為16個，計扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動。經(jīng)計算，結(jié)構(gòu)受地震與風(fēng)荷載作用時，層間與頂點的最大位移都能達(dá)到現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范的要求，說明以上設(shè)計是合理可行的。

4、結(jié)論

（1）針對大底盤、多塔連體、體型十分復(fù)雜的高層建筑，應(yīng)確保結(jié)構(gòu)體系科學(xué)性與安全性，同時和建筑師始終保持密切配合，嚴(yán)格遵循“建筑服從結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)適合建筑”的原則，在盡可能滿足建筑方面各項要求的基礎(chǔ)上，確保結(jié)構(gòu)合理性，重視并做好概念設(shè)計。

（2）對地下室進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)充分工程具體情況，引入先進(jìn)技術(shù)措施，優(yōu)化設(shè)計、正確施工、加強管理，只有這樣才能真正保證質(zhì)量，切勿盲目照搬。

（3）針對大底盤、多塔連體、體型十分復(fù)雜的高層建筑，需要優(yōu)先考慮具有假定樓板分塊平面內(nèi)無線剛度和帶有彈性連接板帶或者是認(rèn)為樓板是彈性板計算模型，采用總剛度設(shè)計計算方式的合理計算程序，在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)充分考慮耦聯(lián)振動可能造成的影響，一般計算振型的總數(shù)要達(dá)到16個以上，若少于16個，則難以充分反映出結(jié)構(gòu)整體受力情況。

（4）大底盤、多塔連體、體型十分復(fù)雜的高層建筑，它和大底盤的多塔建筑相同，都要在做好裙房屋面設(shè)計的基礎(chǔ)上，加強和連接樓層之間的設(shè)計。這一因為該部分受力較為復(fù)雜，容易出現(xiàn)水平方向上的剪力?；诖耍瑧?yīng)采用通長配筋的方式，并在必要的位置增加抗剪鋼筋。

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