大底盤雙塔複雜高層建築結構設計
工業技術
作者：王換利
[摘 要]隨著社會的發展與進步，重視高層建築結構設計具有重要的意義。本文主要簡單論述大底盤雙塔複雜高層建築結構設計的有關內容。
[關鍵詞]大底盤 雙塔 高層 建築 結構 設計
中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）07-0097-01
引言
近年來隨著社會和經濟的快速發展， 在城市裏高層建築建設的比例進一步加大， 建築師對建築形態不斷創新和變化， 出現了越來越多的大底盤雙塔樓體形的建築。這種豎向剛度變化較大的複雜結構體係在地震作用下， 結構的內力、變形及動力特性有何規律和特點， 結構概念設計中應采取哪些措施以及相關的設計要點， 應是此種建築在結構設計中必須首先解決的問題。
1、工程概況
該工程為集商業及住宅為一體的大型現代化商住高層建築。地下一層， 地上二十七層， 其底部四層為大底盤， 作為商業用房， 其上為兩座二十三層住宅樓， 一層電梯機房， 一層水箱間， 室外地坪至塔樓屋麵的高度為94.75米， 結構平麵呈“ 口”字形。根據使用功能的要求， 本建築物結構形式采用框架一剪力牆結構。
2、結構選型分析
2.1 主體雙塔樓：根據建築高度、體形特點，雙塔樓采用鋼筋混凝土框架一剪力牆結構，與連廊相連的範圍設置鋼筋混凝土井筒及鋼骨混凝土柱，以便增強雙塔樓結構剛度，減少側移，削減塔樓對弱連廊的作用效應。
2.2 高位連廊：在初步方案階段，對連廊結構的選型進行了預應力混凝土巨型框架和鋼桁架兩種方案的比較，從結構的整體分析總信息表明，兩種方案均能滿足限製要求，但從周期扭轉比結果表明：前者扭轉比明顯高於後者，剪重比增加，說明預應力混凝土巨型框架連廊對主塔樓影響較大，由於其自重、剛度均較大，不僅造成地震力的增加.使得主體構件粱、牆、柱、基礎斷麵及造價都相應提高，而且不能體現建築造型的要求。從施工角度，結構要求構件達到強度後方可拆模，給高空混凝土支模技術提出高難度的要求，高空模板的突然拆除又會使巨型框架瞬時加載對構件產生不利的次應力影響。如采用鋼桁架結構方案，不僅結構自重、構件的斷麵得以大幅度的減小和減輕，剪重比、扭轉比也相應的減小，而且也體現了立麵造型的輕盈、通透，時代感更強，又增加了房間的淨空麵積：從施工角度，鋼結構施工速度快、不需支模。
2.3 頂層屋蓋：跨越兩塔樓的屋蓋采用空間網架，網架一側設不動鉸支座支承於左塔樓另一側設雙向滑動的抗震球形支座，以消除在地震作用下出現不同方向的相對位移、網架的溫度應力、風荷載等對塔樓的不利影響。
3、連體結構的計算分析與設計：
3.1 連體結構參與整體分析：
雙塔之間的大跨度高位連體部分是設計中的關鍵部位，連體部分一方麵要協調兩塔樓結構的變形，在水平荷載作用下承受較大的內力，另一方麵本身跨度較大，除豎向荷載作用外，豎向地震作用也非常敏感。連接節點處理不當將難以保證結構的安全。另外，雙塔連體結構的扭轉效應非常明顯，對於對稱的雙塔連體結構，由於連體樓板的變形，兩塔除有同向的平動外，還可能產生兩塔摟的相向運動。
3.2 計算程序及計算方法
針對本工程體形複雜，局部存在SRC結構及鋼結構的特點。在進行多遇地震作用下的內力和變形分析時，采用了多程序、多模型、多方案綜合分析比較的方法，以期準確地反映該主樓、連廊、屋頂網架相互間的影響力。地震作用計算方法采用振型分解反應譜法和多遇地震下的時程分析補充計算。
3.3 連廊參與整體計算模型及荷載輸入：
（1）連廊樓板模型輸入按彈性樓板計算（板厚150mm）和彈塑性樓板計算（即樓板Om，不考慮樓板的共同作用）兩種情況計算。
（2）連廊部分荷載的輸入：
豎向荷載：把樓麵荷載轉化為線載作用於次粱上，再通過次粱傳到邊桁架節點上。水平荷載：主要是風載，由支撐、次粱、邊桁架組成的幾何不變體係承擔，並通過與塔樓連接的節點板傳到塔樓上。