多塔结构的设计要点
大底盘多塔建筑结构设计

大底盘多塔建筑结构设计摘要:近年来,随着我国现代化城镇建设力度的不断推进,城市用地面积日益减少,在此大环境下,高层建筑物持续增加。
为进一步提升高层建筑物的整体质量,保障建筑物使用者的生命财产安全,大底盘多塔结构设计已逐渐成为设计人员密切关注的对象。
基于此,本文主要分析大底盘多特结构设计要点,旨在为相关人员提供些许参考。
关键词:大底盘;多塔结构;建筑结构;设计要点引言现阶段,随着我国建筑业的蓬勃发展,高层建筑施工数量不断增加,而且建筑物所具有的功能也越发完善。
在进行高层建筑结构设计时,为了让功能需求得到充分满足,诸多复杂、繁琐的结构接连出现在市场中,其中,最为常用的便是大底盘多塔结构。
在建筑结构设计时,若并未科学开展大底盘多塔结构设计工作,会为高层建筑的可靠性、稳定性带来直接影响,因此需科学、合理的开展结构设计工作,以确保最终建设出的建筑物质量充分满足国家有关要求,从而保护人们的生命安全。
1、大底盘多塔建筑结构特点1.1协调性站在建筑的大底盘多塔设计视角来看,主要包括了两个方面,其一为大底盘设计,其二为多塔结构。
其中,商用层面大多运用的为大底盘结构,而多塔结构的使用领域则往往以建筑住宅居多。
从具体使用状况便可看出,大底盘多塔结构具有一定的不规则特点,并且在运用多塔结构时,会在大底盘结构上方进行镶嵌。
为了能够进一步提高建筑结构的可靠性、稳定性,整个大底盘结构必须和多塔结构之间维持协调效果[1]。
比如,在设计多塔结构时,极易发生平面刚度变化的问题,而这些情况发生的主要因素,往往在于大底盘建筑结构的上部有内收设计的运用,而在多塔结构之中,最普遍使用的则是剪力墙设计。
上述设计内容的使用,根本目的主要是希望为后续工程的使用,增加安全保护。
1.2多样性由于大底盘结构形式较为繁琐、复杂,在工程项目中具体运用过程中,因为各个建筑物的所处位置、空间大小、高度等各不相同,为了能够确保建筑结构具有相应的稳定性,会有诸多不同结构形式的出现,在结构设计阶段,不会完全依照对称性原则来展开标准化设计,而是在综合考量大底盘多塔结构的动力及受力性后展开独特性设计,以确保建筑结构的平衡性。
多塔结构设计

❖ 高规10.6.4条:抗震设计时,(1)多塔楼之间裙房连接体 的屋面梁应加强;(2)塔楼中与裙房连接体相连的外围柱、 剪力墙,从固定端至裙房屋面上一层的高度范围内,柱纵 向钢筋的最小配筋率宜适当提高,柱箍筋宜在裙楼屋面上、 下层的范围内全高加密。剪力墙按第7.2.16条设置约束边 缘构件。
小体量夹层
简化为荷载
3.3。错层结构楼层性能参数的计算
❖ 层刚度比 ➢ 由于错层结构的简化较多,对层的广义化处理,导致层 概念的模糊,层刚度比是建立在严格的楼层概念上的, 所以错层结构的层刚度比需要具体情况具体分析。简化 模型有较强的楼层概念,则可以引入层刚度比,否则, 层刚度比没有意义。要专门考虑。
❖ 《高规》第4.3.6条规定,当楼板平面比较长、有较大的凹 入和开洞而使楼板有较大削弱时,应在设计中考虑楼板削 弱产生的不利影响。
层层错 整楼层错
局部层错
层层错层的剪力墙 结构,没有太好的 建模处理方法。
剪力墙层错
3.2。计算模型
❖ 当错层高度不大于框架梁的截面高度时,一般可以近似地忽 略错层因素影响,可以归并为同一楼层参加结构计算,这一 楼层的标高可近似取两部分楼面标高的平均值。
多塔、设缝、错层结构
1。多塔结构 2。有“缝”结构 3。错层结构
1.1。多塔结构的特点和规范要求
❖ “塔”和“刚性楼板”的区别:
➢ 每块“刚性楼板”有独立的变形,但不一定有独立的
迎风面。在一块刚性板内,水平位移遵循同一个位移
场,即:
θ = θz
U = Ui - (Yi-Yo) θz
V = Vi + (Xi-Xo) θz
大底盘多塔结构的设计要点

间 的 距 离 较 大 ,各 个塔 楼 底 部 4 5 。 角 斜 线 会 彼 此 之 间 不 会 出 现 相 交 现 象 ,如 图 2所 示 。
筑 2个 月 且 上 一 层 混 凝 土 浇 筑 1个 月后 , 并 保证 设 置 部 位 的梁 、 板 钢 筋 不 出 现 断 裂 ,后 浇 带 的混 凝 土 等 级 应 该 比底 板 的高 一 级 , 并 做 好 养 护 工 作 。
大 底盘 多塔结构 的设计 要点
■ 闵 强
【 摘 要】大底盘多塔结构 虽然提 高了建筑 工程 的适用性 , 但 也带 来 了结构 复杂化的 问题 ,给 结构设计带 来了困难 。
本 文 就 在 对 大 底 盘 多 塔 结 构 的 特 点 和 种 类 进 行 阐述 的 基 础 上 。分 析 了 其 结 构设 计 的 要 点 。
由于 功 能 需 求 、设 计 理念 等 的 不 同 ,大 底 盘 多 塔 结 构 在 整 体 上 呈 现 出 多 样化 的 特 点 , 比如 常 见 的 无裙房多塔结构 、 带 缝 多塔 结 构 和 复 杂 多塔 结 构 等 。 与普 通 的 多塔 结 构 相 比 , 大底 盘 多塔 结 构 在 对 称 性
4将塔楼底盘作为整体结构模型进行计算和分析全楼构件内力配筋计算后将整体计算数据在分析结果图形中显示出来将位移比层间位移比以及层间侧移刚度比和受剪承载力等系数分塔输出将上部荷载与刚度传到基础上然后对基础进行设计但是单凭整体模型中输出的周期比是不正确的必须将多塔各自独立切分分开进行抗震计算
城 市 建筑 I 结构・ 抗震 l U R B A N I S M A N D A R C H I T E C T U R E I S T R U C T U R E ・ A S E I S M A T I C
某住宅项目大底盘多塔结构设计要点浅析

某住宅项目大底盘多塔结构设计要点浅析本文以某大底盘多塔结构住宅项目的结构设计为例,主要从大底盘多塔结构的基础设计、上部结构设计要点以及大底盘多塔结构涉及的规范条文在结构设计中的实现等方面进行阐述,对其中结构设计常见的问题提出了一些建议。
标签:大底盘;多塔结构;结构设计;计算分析1、引言近几年来,随着我国经济的不断发展,人们生活水平的不断提高,城市化进程的不断加快,我国建筑行业得到了迅猛发展,高层建筑也逐渐向多元化、多功能的方向趋近,大底盘多塔楼高层建筑应运而生。
相对传统建筑而言,大底盘多塔结构高层建筑能够将两个或多个高层建筑在底部进行连接,规避设置永久变形缝带来的防水处理问题,在满足开发商和业主对建筑功能的要求的同时,实现经济利益最大化。
当然,大底盘多塔结构由于其自身结构复杂的特点,结构设计时需要考虑的技术问题亦较多。
本文以某大底盘多塔结构住宅项目为例,浅析了大底盘多塔结构在结构设计中应该注意的问题,以及大底盘多塔结构涉及的规范条文在结构设计中的实现问题。
2、工程概况本工程位于湖南省长沙市,包括七栋高层住宅、一栋高层公寓、两栋多层沿街商业和地下室。
住宅33层,高度99m;公寓27层,高度98m;地下室两层,局部一层,主要为地下车库,局部为人防地下室。
工程总建筑面积16.8万㎡左右,建筑总平图见图1。
本工程抗震设防烈度为6度,水平地震影响系数最大值αmax=0.04,场地特征周期Tg=0.35秒;场地为抗震一般地段,非液化区。
建筑结构的安全性等级为二级;设计使用年限為50年。
3、基础设计及地下室超长设计构造3.1基础选型根据勘资料,地下室分区考虑抗浮,范围为(3.6~5.6)m水头,顶板覆土1.5m,经过核算,地下室需要局部设置抗浮锚杆以满足整体抗浮要求。
根据地勘报告建议,1.2.3.4.5#栋采用筏板基础,6.7.8#栋采用桩基础,均以中风化泥质粉砂岩⑥作为基础持力层,成桩方式采用旋挖灌注桩;S-1、S-2沿街商业和地下车库采用独立基础,以强风化泥质粉砂岩⑤或中风化泥质粉砂岩⑥作为基础持力层。
试析多塔大底盘建筑结构设计

试析多塔大底盘建筑结构设计在这诸多的建筑结构设计形式中,多塔大底盘的高层建筑结构是近年来颇受业界关注的一种设计方式。
以下笔者结合自己的建筑工作经验,就多塔大底盘结构的设计要点进行分析。
一、结构体系特点与种类论及多塔大底盘高层建筑的结构特点,最明显的就是多个独立高层塔楼共用同一个整体裙房的这一特点,这在历来的建筑结构设计中都是从未尝试过的新型建筑结构,这种大胆的设计完全颠覆了传统建筑结构设计理念,为现代建筑的发展提出了更多的技术途径。
需要注意的是,多塔大底盘高层建筑结构虽然能够提升整个建筑的应用价值,但其结构所呈现出的纵向不规则性仍是一个抗震设计的难点,振型较为复杂,结构稳定性较差,这是当前设计中最需要改进与完善的设计环节。
目前已经有多座多塔大底盘结构的建筑被建设应用,成为城市建筑中一道独特的风景。
通常来讲,在对其进行设计时,一般有两种设计方案可以选择。
第一种设计方案是大底盘结构顶层楼板作为上部多塔楼的嵌固端。
通常带地下停车位的住宅小区基本属于该种类型;第二种设计方案是大底盘结构顶层楼板不能作为上部多塔楼的嵌固端。
该种结构形式通常出现在下部裙楼作为商场或服务用房、上部塔楼为办公或居住功能的综合性建筑。
通常设计中都是采用第二种设计方案,并且因为这种建筑结构较为复杂,施工设计中应当格外注意其受力分析和计算。
二、设计要点基于多塔大底盘高层建筑的结构特点,在实际的设计中,必须要全面考虑结构的受力特点,基础的荷载能力,建筑材料的质量要求以及具体的施工方案研究,最重要的是要优化设计建筑的抗震性能设计,以此来提高多塔大底盘高层建筑的整体性能。
在此,笔者提出了几点设计中应当注意的技术要点,以供参考。
1、限制建筑材料,加强检质量检测。
鉴于多塔大底盘的上部结构传递给底部的荷载较大,因此对其基础和地下室的设计应当尤其注意建筑材料的选用,以确保结构的整体稳定。
一般来讲,地下室工程施工中所选用的混凝土,其等级强度要保证在C30上下,且水泥的用量要进行有效控制,并且最好不要使用矿渣水泥作为地下室施工的水泥品种。
浅述多塔大底盘结构设计要点及抗震措施

浅述多塔大底盘结构设计要点及抗震措施随着社会经济发展,多塔大底盘建筑不断涌现,以解决公共建筑用房和日益旺盛的停车需求,同时有助于实现居民区综合配套功能和居住环境绿化美化的目标。
1. 多塔大底盘结构特点多塔结构,一般是在多栋高层建筑的底部有一个连成整体的大裙房(含地下室)形成大底盘。
多塔结构在底盘上一层的平面布置有剧烈变化,上部结构突然收进,属于竖向不规则结构;塔楼与底盘的结合部结构竖向刚度和承载力发生突变,容易形成薄弱部位;多个塔楼相互作用,使结构振型复杂,如结构布置不当,扭转振动反应及高阶振型影响会加剧。
多塔结构在受力上有两个突出的特点:1)每个塔楼有独立的迎风面,在计算风荷载时,一般可以不考虑各塔楼间的相互影响。
若上述结构按单塔结构计算时,在计算X向风荷载时,其迎风面积为X向迎风面宽度与层高的乘积,计算得到的本层X风荷载均分到两个塔的所有节点上,与实际情况相比,各节点的风荷载值少算一半;同理,Y向迎风面宽度增大,计算的节点风荷载偏大。
2)每个塔楼都有独立的变形,其变形不仅与塔楼本身因素有关,与底盘的连接关系及底盘的受力特性也有关。
各塔楼间没有直接影响没在一般抗震设计时,一般可以不考虑塔楼间的相互作用。
但如果各塔楼的高度、刚度相差很大,且塔楼布局不合理,各塔楼通过底盘的间接影响很大时,其相互作用就不能忽略了。
2. 多塔大底盘结构的计算分析《高层建筑混凝土结构技术规程》10.6.3规定:大底盘多塔楼结构,可按整体结构和分塔楼计算模型分别验算整体结构和各塔楼结构扭转为主的第一周期与平动为主的第一周期的比值,并采用较不利的结果进行结构设计。
多塔结构周期比的计算模型,宜采用分塔切开的单塔模型分析。
因为多塔振动是相互影響的共同振动,理论上是分不开的,这样很难确定各塔彼此都合理的扭转周期和平动周期。
控制剪重比、位移比、刚度比、承载力比的计算模型可以是整体模型,但一定要定义多塔,否则,这些结构性能指标的统计将没有意义。
新手入门——多塔结构设计
新手入门——多塔结构设计多塔结构设计是现代建筑设计中的一种重要形式,它不仅强调建筑的功能性和美观性,还注重空间利用和结构稳定性。
本文将介绍多塔结构设计的基本原理、设计考虑因素以及几个经典案例,帮助新手入门多塔结构设计。
多塔结构设计的基本原理:多塔结构是指建筑物中有多座较高的塔楼或塔形结构。
多塔结构设计的基本原理包括以下几个方面:1.塔楼间的平衡和相互支撑:多塔结构设计中,各个塔楼之间需要平衡和相互支撑。
通过合理的结构设计和布局,确保各个塔楼之间的力平衡,增强整体结构的稳定性。
2.结构材料的选择:多塔结构通常采用钢筋混凝土或钢结构。
钢筋混凝土具有较好的抗震性能和耐久性,适合用于高层建筑。
钢结构可以实现更大跨度的设计,适合用于大跨度的多塔结构。
3.结构系统的设计:多塔结构设计中,常见的结构系统包括框架结构、桁架结构和剪力墙结构等。
根据建筑的具体要求和功能,选择合适的结构系统,提供足够的强度和稳定性。
多塔结构设计的考虑因素:在进行多塔结构设计时,需要考虑以下几个因素:1.地基条件:多塔结构的稳定性直接关系到建筑的地基条件。
必须进行详细的地质勘测,了解地基的承载能力和稳定性,合理选择地基处理方式。
2.风荷载:多塔结构容易受到风荷载的影响,尤其在高层建筑和海滨地区。
设计师需要进行详细的风荷载计算和风洞试验,确保建筑的稳定性和抗风性能。
3.地震耐力:多塔结构设计还需要考虑地震力的影响。
设计师需要进行地震力计算和结构抗震设计,确保建筑在地震中的安全性。
4.功能和美观:多塔结构的设计除了考虑结构稳定性外,还需要兼顾建筑的功能性和美观性。
合理布局塔楼,考虑空间利用和建筑外观设计,满足用户的需求。
几个经典的多塔结构案例:1.双子塔:双子塔是马来西亚吉隆坡双峰塔的别称,是一座由双塔楼组成的超高层建筑。
该建筑采用钢筋混凝土结构,塔楼之间通过一个位于45、170和290米处的桥梁连接,形成一座标志性的建筑。
2.首尔蓝塔:首尔蓝塔是韩国首尔的一座多塔结构建筑。
大底盘多塔综合楼结构设计要点
大底盘多塔综合楼的特点
结构复杂
大底盘多塔综合楼的结构形式多样,需要考虑底盘与塔楼 的连接方式、塔楼之间的相互影响以及建筑的整体稳定性 等因素。
抗震要求高
由于大底盘多塔综合楼的结构特点,其抗震性能要求较高 。在地震作用下,底盘和塔楼之间的相互作用会更加复杂 ,因此需要进行详细的抗震分析和设计。
详细描述
由于多塔楼结构的重量分布不均,各塔楼之间的沉降差异可能较大,特别是在软 土地基上。为了解决这个问题,设计时需要充分考虑地质勘察数据,对地基进行 加固处理,并采用沉降缝、后浇带等技术措施来减小沉降差异。
结构稳定性问题
总结词
结构稳定性是确保大底盘多塔综合楼安全的关键因素,设计时需要充分考虑各 种载荷和工况。
详细描述
在设计中,应充分考虑连接部位的受力特点,采用可靠的连接方式和构造措施,如预应力连接、焊接 等,确保连接部位能够承受各种载荷和工况下的应力、应变要求。同时,对于重要的连接部位,需要 进行详细的受力分析和试验验证,以确保结构的安全性和可靠性。
04
案例分析
案例一:某大底盘多塔综合楼结构设计案例
地震是一种常见的自然灾害,对建筑物安全构成严重威胁。未来研究应加强大底盘多塔综 合楼的抗震性能研究,提高建筑的抗震能力。
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用效率和城市空间品质。
大型公共设施
大底盘多塔综合楼还可以用于大 型公共设施的建设,如图书馆、 博物馆、医院等。这种结构形式 可以满足公共设施对空间多样性
和建筑高度的需求。
02
结构设计要点
基础设计
01
02
03
阐述多塔结构工程设计
阐述多塔结构工程设计多塔结构常被称为大底盘的多塔结构,是指结构不为一个整体,但存在独立成栋的情况,而因其可能出现共用一个大底盘裙楼的现象。
与普通城市建筑不同,独立的普通建筑在设计与施工时不需要考虑两栋或者多栋建筑之间的互相干扰因素,而这种多个塔楼共用一个裙楼的情况则需要考虑到裙楼对于塔楼水平力的作用互相影响,所以多塔结构的建筑在设计结构时有很多需要考虑的因素。
一、多塔结构的简介。
随着城市的经济水平与社会的发展,大底盘结构的多塔建筑形式越来越多,而我国《高层建筑混凝土结构技术规程》中也提出了相应的专门规定。
人们对于城市建筑功能的需求推动着多塔结构建筑的广泛应用,其对于城市的影响也是非常重要的,随着应用的增多,其结构形式方面的一些理论分析也逐渐得到了关注。
多塔结构的建筑就是指,包括大底盘与多塔两个部分组成的建筑,其结构主要有以下几种:大底盘。
从结构上来看,大底盘是支撑上部塔楼结构的重要部分,但其与塔楼之间还可以多种连接的关系存在。
一方面,底盘与上部塔楼结构之间的竖向分布为间断性的,在连处采用的是转换层的方式来实现,这种结构主要被用在住宅修建中。
大底盘常常会使用框架结构或者是布置剪力墙的框架结构来实现。
另一方面,如果两者之间的结构竖向分布为连续的,这时的上部塔楼的竖向结构并没有形成顶部中断,而是呈一种连续的基础结构。
塔楼。
塔楼是多塔结构中最主体的部分,与众多单体结构一样,可以分为钢筋混凝土结构、钢结构、以及钢筋与钢筋混凝土混合结构三种,而常用的结构的形式也可以分为框架、剪力墙、框筒以及筒体结构几种,对于多塔结构形式的建筑,在塔楼的刚度、质量两个方面必须完全一致,分为对称与不对称两种。
二、多塔结构工程设计的特征分析。
1、多塔结构的建模形式。
多塔结构建筑的建模方式,一般分为按照统一标准层建设和不同标准层建设两种,也就是通常说的共用標准与广义层两种。
而同一多塔结构的两种建模方式,其后续分析计算的效率与结构是否一致,两者的引用范围与后处理文件又有怎样的区别都需要我们进行分析。
大底盘多塔结构地下室设计要点
大底盘多塔楼高层建筑、地下商场、地下车库建筑以及大跨空间、多层地下结构的出现,在当前住所小区建设以及大型公建项目中都据有特别重要的地位,其面积可达总完工建筑面积的 10%。
大底盘高层建筑因为上部结构塔楼相对大底盘地下结构刚度大,荷载不平均,基底反力不平均,基础底板的平均变形,设计不妥会惹起基础开裂。
除此,以外,大底盘高层建筑地下室结构还有一些重点设计需要重点关注。
一、大底盘高层建筑地下室结构种类及设计重点说明依据地下室层数及地下室与主楼连结方式往常可分为 5 种结构种类,我们以地下车库结构为例说明,即与主楼断开单层地下车库、与主楼断开双层地下车库、与主楼相连单层地下车库、与主楼相连双层地下车库、地上一层、地下一层大平台式车库五种。
( 1)与主楼断开单层车库一种是车库与主楼完整脱开,仅以通道相连。
另一种是车库和主楼各为单体,结构计算相对简单。
设计时应注意车库埋深大于主楼基础埋深时,应尽量使主楼外墙与车库外墙净距增添。
如无条件时,车库与主楼间应设有效支护,并交代先施工车库后施工主楼,车库基坑开挖时不该使主楼基底土遇到扰动。
【7 度布防】车库一般为丙类建筑,抗震等级为四级 [1]。
7度Ⅰ、Ⅱ 类场所丙类建筑不需进行地震作用计算。
中柱最小总配筋率应增加0.2%。
( 2)与主楼断开双层车库一种是车库与主楼完整脱开,仅以通道相连。
另一种车库和主楼各位单体,结构计算相对简单。
车库自重远不足以抗浮,车库底板配筋基本由水浮力控制。
设计时应注意在设计前摸清主楼界限与车库界限关系。
确立主楼基础埋深时,应试虑主楼与车库界限距离,保证施工的可行性。
注明基础施工次序:先车库后主楼。
( 3)与主楼相连单层车库车库与多栋主楼相连形成大底盘。
设计时应注意嵌固部位设在主楼地下室顶板时,应注意主楼顶板与车库顶板高差不可以太大(最好≤0.8m)。
嵌固部位设在基底时,上部结构应按多塔模型复核构件配筋。
车库柱配筋应试虑0.2Q0 剪力调整。
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多塔结构的设计要点
多塔结构在计算分析时与单塔结构的不同之处主要体现在风荷载的计算、剪力墙底部加强区的确定以及合理选取单塔剖分方法等,在设计时应关注以下一些设计要点:
一、多塔结构的单塔剖分方法
由于底盘结构的存在,要使各单塔按照“离散模型”计算的周期比、位移比、内力配筋等各项指标与其在整体工程中的计算结果完全一样是不太可能的。
怎样剖切底盘范围构件、使得“离散模型”计算结果能最发限度与真实值接近一直是工程界在探索的问题。
目前,常用的底盘剖分方法有:①沿塔楼周围向两个方向取地下室层高的二倍范围内的构件,这种方法较适用于底盘为地下室,且地下室面积相对塔楼面积比较大的情形;②45度线剖分法,比较适用于塔楼层数较多,底盘裙房层数相对较少,多塔相对底盘布置对称,即所谓的“典型多塔结构”,工程中大多数的多塔结构都属于这种情形;③单独将各塔楼从大底盘顶部取出,在底部嵌固;底盘结构也进行周期比验算,验算时将各塔楼质量加在底盘顶相应位置,这种剖分方法比较适合于大底盘层数较多的“非典型多塔结构”或大底盘按嵌固设计时的情形。
二、裙房层数设置
从地震灾害调查结果可以发现:多塔结构塔楼部分底部与底盘顶层连接部位,立面缩进较大,造成楼层刚度突变,在地震作用下,这些部位往往成为薄弱环节,破坏比较严重;地震作用时各塔楼各
自震动,单都通过底盘共同作用,相互影响,此时底盘连接各塔部分受力通常比较复杂,因此《高规》10.6.3条中规定:底盘屋面楼板厚度不宜小于150mm,并因加强配筋构造;底盘屋面上、下层结构的楼板也应加强构造措施。
当底盘屋面为结构转换层时,应符合《高规》10.2.20条的规定,该条内容主要是对楼板厚度与配筋的构造要求。
《高规》10.6.4条还规定:抗震设计时多塔楼之间裙房连接体的屋面梁应加强;塔楼中与裙房连接体相邻的外围柱、剪力墙,从固定端到裙房屋面上一层的高度范围内,柱纵向钢筋的最小配筋率宜适当提高,柱箍筋宜在裙房屋面上、下层的范围内全高加密,剪力墙宜按《高规》7.2.16条的规定设置约束边缘构件。
基于以上规定,设计人员须在设计总信息项中正确填写裙房层数(注意裙房层数指的是自然层的总数,含地下室层数),以便程序根据该参数值自动找出裙房顶层,确定裙房上一层到底部固定端范围为剪力墙加强高度,同时与按规范规定的剪力墙底部加强区高度比较取大值,普通剪力墙结构的加强区规范取法为:墙肢总高度的1/8和底部两层高度二者的较大值,且不大于15m,当各塔剪力墙高度不同时,取最大墙肢总高度计算;除剪力墙以外需加强的梁、柱构件,程序尚未自动采取加强措施,需由设计人员自行完成。
对于底盘楼层数很多、上部单塔高度不大的非典型多塔结构,此时若输入较高的裙房楼层号,会出现剪力墙底部加强区过高的不合理现象,可输入0由程序按规范计算剪力墙加强区高度,再对受
力复杂的大底盘顶连接层及上、下一层结构构件做人为的加强调整。
三、多塔结构的风荷载定义
1.多塔结构风荷载计算的特殊性与多塔定义必要性
按普通层模型建立的整体结构如不进行多塔补充定义,程序将按单塔结构进行内力计算与配筋设计,和实际情况相比风荷载会造成较大的偏差,因此,普通层模型多塔结构必须进行多塔特殊补充定义,软件才能准确计算各塔的风荷载值。
需说明的是尽管定义多塔信息与否对于结构的恒载、活载、地震工况内力计算影响不大,但是有了多塔信息以后,软件可以按单塔分别输出各项计算指标,方便核查计算结果。
2.多塔结构风荷载遮挡定义
当塔楼相隔很近时,尤其是对于设缝多塔结构,计算风荷载时需考虑各塔之间的相互遮挡作用。
通过指定各单塔的背风面为遮挡面,程序在风荷载计算时自动扣减背风面的风荷载值。
遮挡定义方式与多塔定义方式基本类似,每个塔可以同时有几个遮挡面。
由于遮挡造成的风荷载扣减值通过“设缝多塔背风面体型系数”参数来指定,比如缝隙很小的矩形单塔该值可取软件默认值0.5设计人员可按工程实际情况调整输入,填0表示没有遮挡作用。
由于有的工程“缝”两边塔楼高度、宽度不尽相同,在进行遮挡定义时需正确圈选遮挡部分的节点网格,并输入遮挡面相应的楼层起至层号,遮挡定义可多次操作,并通过“多塔平面”的“遮挡显示”进行检查。
如果多个遮挡部位的体型系数扣减值不同,须偏于安全的统一取小值。
广义层多塔模型目前暂不支持风荷载遮挡定义,程序自动计算的风荷载值会比实际情况大一些。
3.裙房效应与多塔结构风荷载计算
《荷载规范》7.3.2条规定:当多个建筑物特别是群集的建筑物,相互间距较近时,宜考虑风力相互干扰的群体效应;一般可将单独建筑物的体型系数μs乘以相互干扰增大系数,该系数可参考类似条件的实验资料确定;必要时宜通过风洞实验得出。
根据国内学者的研究,当相邻建筑物的间距小于3.5倍的迎风面宽度且两栋建筑物中心线与风向成45度时,裙楼效应比较明显,其相互干扰增大系数一般为1.25-1.5,最大可达到1.8。
多塔结构中各单塔的平面布置往往间距比较近,需要考虑此群体效应,设计人员可根据塔楼平、立面布置情况,建筑物重要性,风玫瑰图,风洞实验结果等因素综合确定该放大系数。
计算时可将多塔结构的体型系数分段,大体盘以上塔楼部分的体型系数μs用修正后的体型系数μsm替换。
四、分段、分塔0.2q0调整
《高规》对框剪结构中框架部分设计总剪力的要求:在设计阶段框架部分由于刚性较小,所承担的地震力比较小,若按弹性分析得到剪力结果直接对框架进行设计,有可能满足不了抗震设计中需将框架作为第二道防线的要求。
因此要求框架部分的设计剪力不能
过小,限制各层的框架部分总剪力:vf≥min(0.2v0,1.5vmax)。
对框架柱数量从下至上分段有规律变化的结构,v0应取每段最下一层结构对应于地震作用标准值的总剪力;vmax应取每段中对应于地震作用标准值且未经调整的各层框架承担的地震剪力中的最
大值。
对于多塔结构,若塔楼各层均按底层的v0与框架部分的剪力计算vmax,用来调整vf,通常会过于保守。
08版pkpm设计软件已经实现了“一模多算”效果,即tat、satwe、pmsap三个计算模块,可共用前处理数据,包括参数定义、特殊构件定义、多塔定义、特殊荷载定义。
不过在0.2 q0调整方面,tat 软件与satwe、pmsap软件略有不同,可通过人工指定的方式实现更细化的分段调整功能,对于每段取本段起始层底部的剪力作为调整基数,实现了《高规》8.1.4条的要求,对于普通层模型建模的多塔结构在tat补充参数菜单中分开输入,各段起止层号,程序可根据指定的分段参数计算各塔各段各层的调整系数。
五、柱、墙设计时活荷载折剪系数
08版pkpm设计软件能自动统计出各层每根柱上的真实层数,从而解决了旧版本中对多塔结构的裙房部分柱墙设计活荷载折减不
准确的问题。
pmcad在执行一次楼面荷载导算后,在命令栏中键入“pm3jshow”命令即可显示第一层各柱计算截面以上的楼层数,而且每根柱的活荷载折减系数载各层配筋文件中也有输出。
六、计算振型数的选取
《高规》5.1.13条及《抗震规范》5.2.2条条文说明,提出了
用振型参与质量系数来判断参与振型数是否足够的方法,即选定振型个数的振型参与质量之和与总质量之比即为振型参与质量系数,对于多塔结构该值不应小于90%,规范明确多塔结构的最小计算振型数为“塔数x9”,而多塔结构整体模型考虑扭转藕联计算地震作用效应时需要的振型数比较多,不够时建议以3的倍数递增,不断试算,直至满足规范要求。
对于大型的多塔工程,所需要的计算时间往往很长,可采取“二分法”来快速取得较合适的计算振型数进行设计。
七、广义层多塔模型模拟施工3和施工顺序定义
08版satwe软件支持恒荷载活荷载的计算”模拟施工3”的计算方式,即按施工顺序分层计算结构总刚,分层模拟加载计算;采用模拟施工3计算对于广义层多塔模型需要在satwe软件中定义合适的施工顺序,以符合工程实际施工情况。