葉驚夫

（深圳市筑道建筑工程設(shè)計有限公司南昌分公司，江西 南昌 330096）

0 引言

隨著時代的發(fā)展，普通的高層建筑已不能滿足人們的高品質(zhì)居住環(huán)境要求。為緩解城市用地緊張的情況，以及滿足人們對高層建筑多樣化功能的需求，高層建筑大底盤多塔結(jié)構(gòu)開始受到關(guān)注。此結(jié)構(gòu)有許多優(yōu)勢，但在設(shè)計方面非常復雜，需考慮整個建筑結(jié)構(gòu)的整體性、穩(wěn)定性及塔樓轉(zhuǎn)換層等問題。

1 大底盤多塔高層建筑結(jié)構(gòu)概述

目前，大底盤多塔建筑設(shè)計被建筑設(shè)計師廣泛應用，其無論在外形上還是在使用功能方面均比較特別。其將許多獨立的建筑連在一起形成裙房，不僅提升建筑的使用功能，而且能提升建筑的價值。但大底盤多塔建筑呈不規(guī)則狀，在一定程度上增加了施工難度，而且與普通高層建筑相比，其穩(wěn)定性不高。所以在具體設(shè)計時，為保證設(shè)計與施工質(zhì)量，需要采取相應的措施。

從結(jié)構(gòu)方面來講，此類建筑形狀不規(guī)則，大底盤與塔樓之間可以有多種不同的連接方法。例如，在當前較為常見的住宅雙塔結(jié)構(gòu)中，底盤與塔樓之間豎向發(fā)生間斷，而在地面的部分并沒有大底盤結(jié)構(gòu)，處于中間位置的轉(zhuǎn)換層發(fā)揮著銜接作用，增強盤底與塔樓的聯(lián)系，但底部需要較大的空間。需要注意的是，設(shè)計時大底盤的剛度要小于上面塔樓的剛度。還有一種是備商業(yè)功能的結(jié)構(gòu)，上面裙房多，并呈多塔結(jié)構(gòu)，這種情況下通常將轉(zhuǎn)換層設(shè)置在裙房頂標高處，以增強其穩(wěn)定性。

2 大底盤多塔結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

2.1 協(xié)調(diào)性

在設(shè)計大底盤多塔建筑過程中，根據(jù)大底盤多塔自身復雜性，提升設(shè)計方案的合理性。應遵循相關(guān)設(shè)計標準規(guī)范要求，結(jié)合高層建筑對層數(shù)與剛度的要求，重視設(shè)計細節(jié)并重視變形問題，以提高高層建筑的穩(wěn)定性與協(xié)調(diào)性。

2.2 多樣性

大底盤多塔結(jié)構(gòu)具有多樣化的特點，有許多結(jié)構(gòu)類型，在設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要全面考慮影響大底盤多塔結(jié)構(gòu)性能的因素，尤其要注意結(jié)構(gòu)受力情況與穩(wěn)定性。

2.3 不規(guī)則

大底盤多塔結(jié)構(gòu)呈不規(guī)則性，大底盤底部具有面積大、結(jié)構(gòu)復雜等特點，其發(fā)揮的作用取決于應用的領(lǐng)域。一般建筑下面用于商業(yè)辦公、酒店公寓等。在通常情況下，轉(zhuǎn)換層能夠?qū)⒋蟮妆P與多塔進行連接，轉(zhuǎn)換層處于塔樓之內(nèi)，這樣才能消除多塔與底盤之間的扭轉(zhuǎn)效應影響。

3 大底盤多塔結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題

3.1 沉降差

高層大底盤多塔結(jié)構(gòu)建筑使用功能較為復雜，而且樓層多，如果設(shè)計不合理就會發(fā)生沉降，對建筑的穩(wěn)定性造成較大的影響。針對這種情況，設(shè)計人員要充分考慮主樓的整體結(jié)構(gòu)和特點，合理設(shè)置沉降縫，把主樓與裙房交接處接縫控制在最小范圍內(nèi)。造成大底盤沉降差異的因素有大底盤多塔結(jié)構(gòu)平面面積小、荷載小、受力不均勻。

3.2 裂縫

裂縫是大底盤多塔結(jié)構(gòu)設(shè)計常見的問題，其原因在于結(jié)構(gòu)剛度的差異性，而且建筑結(jié)構(gòu)中的部分構(gòu)件承受能力較弱，受力不均勻就會出現(xiàn)裂縫。

3.3 剛度弱

受結(jié)構(gòu)剛度的影響，大底盤多塔結(jié)構(gòu)剛度弱，對整個建筑的穩(wěn)定性造成一定的影響。

4 解決大底盤多塔結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體措施

4.1 控制大底盤與上部多塔結(jié)構(gòu)間的沉降差

大底盤多塔高層建筑設(shè)計的關(guān)鍵是地基的牢固性，應考慮地面的承載力和大底盤的承載力，確保其他部位的體積與大底盤多塔樓的地基相符，方可保證地基的穩(wěn)定性，確保建筑安全。設(shè)計人員應充分考慮大底盤高層建筑可能發(fā)生的沉降問題，因為高層建筑發(fā)生沉降將導致不可預估的危險。因此，要不斷強化主樓基礎(chǔ)，適當弱化裙房基礎(chǔ)，并根據(jù)兩者的荷載，采取不同的方式調(diào)節(jié)兩者之間的沉降差，從而有效降低沉降差，保證設(shè)計安全。在主樓與裙房的交接位置可以設(shè)置永久沉降縫，并保障兩者的獨立性，只有在相互獨立狀態(tài)下才能消除由于兩者受力不均衡導致的沉降差。例如，在軟土地區(qū)，高層建筑可采用樁基，沉降值應控制在10～15cm，如果是單層地下層，還要結(jié)合抗浮設(shè)計，把所對應的荷載能力對地面的附加壓力降到最低。但是上述做法不僅會影響建筑的整體立面效果，還會對防水與基礎(chǔ)產(chǎn)生一定的影響，增加工程的投入成本。在設(shè)計過程中，應嚴格遵循高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)標準，后澆帶的結(jié)構(gòu)面寬度設(shè)計要控制在1.0m左右，并且貫通頂板、墻板等，通常為柱距三等分，位置在中間部位，并且強化防水層。后澆帶要避免處于樓梯位置。

例如，上海市一座高層辦公建筑工程，塔樓為20層高，3座，裙房3層，地基1層，主要是雜土，第2，3，4層分別為砂質(zhì)粉土層、淤泥質(zhì)土層、圓礫層，此3層可作為受力層。設(shè)計人員在設(shè)計時采用PHC管樁，裙樓采用短樁，塔樓采用長樁。這種方式整體設(shè)計效果顯著，能夠有效解決沉降差異問題，切實提升整體高層建筑的質(zhì)量，已在建筑行業(yè)內(nèi)得到廣泛應用。

4.2 大底盤多塔結(jié)構(gòu)計算方法分析

大底盤多塔結(jié)構(gòu)設(shè)計比較復雜，受力情況容易受多塔之間變形的影響。借助計算軟件、BIM等現(xiàn)代化技術(shù)手段對大底盤多塔進行建模，使設(shè)計人員了解和分析建筑的受力情況，從而獲得可靠的數(shù)據(jù)，達到理想的效果。因此，在設(shè)計過程中，需要對整體建筑建模，并且通過單塔分析方式根據(jù)塔樓剛度進行指標性分析，通過剛度完成單塔組合，利用建筑建模對單塔剛度差異進行計算，從而消除安全隱患，避免計算出現(xiàn)較大的誤差。例如，剛度指標的計算，應按照建筑使用功能進行分類。

大底盤結(jié)構(gòu)布置會受到周邊環(huán)境等因素的影響。裙房大底盤多塔結(jié)構(gòu)主要有大底盤、多塔及裙房。沒有裙房的大底盤多塔結(jié)構(gòu)主要有大底盤、多塔、轉(zhuǎn)換層等。從設(shè)計角度進行分析，為提高設(shè)計質(zhì)量，將大底盤多塔結(jié)構(gòu)體形分為緊湊型、離散型兩種。緊湊型通常為多塔，間距相對較小，整體建筑在結(jié)構(gòu)上處于一種空間相對擁擠的狀態(tài)。大底盤結(jié)構(gòu)布置通常采用根據(jù)45°線向下分割的方式。當多塔間距相對較大時，45°線向下分割，發(fā)現(xiàn)不同塔的45°線不會出現(xiàn)相交。另外一種情況屬于離散型，大底盤多塔結(jié)構(gòu)中的塔分別排列，通常情況下，塔分割從大底盤的頂面沿45°線完成向下斜切，能夠在底盤實現(xiàn)結(jié)構(gòu)相交，45°線范圍又能夠形成獨立模型，其他部分都切除。

4.3 大底盤裂縫

大底盤多塔結(jié)構(gòu)大部分地基受力處于不均勻狀態(tài)，如果未平衡好兩者的關(guān)系，極有可能造成地基開裂，對建筑質(zhì)量安全造成影響。因此，設(shè)計的關(guān)鍵在于如何有效地連接大底盤和多塔。采用剛性、柔性防水連接的方式，防開裂的效果非常顯著。但是剛性連接技術(shù)尚不成熟，柔性防水連接的投入成本較高，并且后期維修困難，不利于推廣與應用。所以只能控制混凝土等級，保持建筑良好的承載力與耐久性。后澆帶澆筑時需要對梁、板鋼筋等部位進行貫通處理，在建筑部位的兩側(cè)結(jié)構(gòu)處進行澆筑。梁、板部位澆筑的混凝土等級大于底部混凝土等級一級，澆筑完成以后還需要進行養(yǎng)護處理。在大底盤多塔結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要充分考慮整體層高、抗震性能、所在地區(qū)的氣候條件等，分析結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，從而提高建筑結(jié)構(gòu)性能。

4.4 提升剛度

在大底盤多塔結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，布局階段應遵循對稱性原則，保證底盤中心與塔樓高度相同，以提升結(jié)構(gòu)的剛度，避免結(jié)構(gòu)變形。在高層建筑施工中，只有增加底盤樓板的厚度，才能提升周邊鋼柱的剛度。另外，在設(shè)計大底盤多塔結(jié)構(gòu)時，要結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)實際受力情況，通過借助計算機，運用科學的計算方式，使設(shè)計方案更具合理性。在單塔設(shè)計、多塔設(shè)計時需掌握重點部分，保證結(jié)構(gòu)剛度與高層大底盤多塔結(jié)構(gòu)設(shè)計相符，充分發(fā)揮大底盤結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，使高層建筑結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。

5 結(jié)語

目前，大底盤多塔結(jié)構(gòu)在我國高層建筑中得到廣泛應用，應充分發(fā)揮大底盤多塔結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，對工程設(shè)計進行優(yōu)化，不斷更新工程設(shè)計及施工模式，提升大底盤多塔結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性。大底盤多塔高層建筑使用功能多樣化，與人們追求高品質(zhì)生活的需求相符，應充分利用城市土地及地下資源，規(guī)范合理地設(shè)計大底盤多塔高層建筑，確保大底盤多塔高層建筑的整體性和穩(wěn)定性。