朱曉玲

【摘 要】隨著房地產(chǎn)市場(chǎng)近年來(lái)在全國(guó)范圍內(nèi)不斷擴(kuò)張，建筑設(shè)計(jì)的多塔大盤結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于房地產(chǎn)建筑中來(lái)，特別是住宅類的商品房。此外，對(duì)于此類結(jié)構(gòu)的多塔大盤結(jié)構(gòu)工程還有不斷擴(kuò)張的趨勢(shì)，特別是其建筑設(shè)計(jì)中考慮住戶停車的需求，以及住戶各項(xiàng)配套設(shè)施的功能的需求，使得多塔結(jié)構(gòu)在工程設(shè)計(jì)中需要考慮到方方面面因素。

【關(guān)鍵詞】多塔；多塔大盤結(jié)構(gòu)；工程設(shè)計(jì)

近幾年來(lái)，隨著商品房數(shù)量的直線上升，商品房在設(shè)計(jì)上也開始考慮到其實(shí)用性和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，多塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)在全國(guó)范圍內(nèi)得到廣泛的推廣。相比于早期的單塔結(jié)構(gòu)，多塔結(jié)構(gòu)要復(fù)雜得多，其不僅要考慮到住宅小區(qū)的配套設(shè)施工程，還要在此條件下兼顧地下車庫(kù)，另外還要顧及周邊環(huán)境的要求，所以，在建筑多塔結(jié)構(gòu)時(shí)需要進(jìn)行嚴(yán)密的計(jì)算分析。

一、多塔結(jié)構(gòu)的類型

從目前來(lái)看，多塔結(jié)構(gòu)可以分為以下三種主要的類型：

（一）簡(jiǎn)單的多塔結(jié)構(gòu)

較為常見的簡(jiǎn)單的多塔結(jié)構(gòu)就是在眾多的高層建筑的最低端建造成一個(gè)較大的地盤，地盤的結(jié)構(gòu)包含地下室等。而在此之上，多塔結(jié)構(gòu)的地盤上有多棟的樓房，但是也會(huì)有些出于安全考慮在大底盤上只有單棟的建筑。針對(duì)變截面的上下柱計(jì)算長(zhǎng)度一般采取標(biāo)準(zhǔn)的階形柱的設(shè)計(jì)方法。對(duì)于多個(gè)層樓的但是只有借助地下室連成一體的建筑，雖然不能稱之為真正的多塔結(jié)構(gòu)但是可以采取多塔結(jié)構(gòu)的建筑計(jì)算的方法來(lái)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)地盤裙房的時(shí)候，建議將裙房的空間設(shè)計(jì)偏大一些，若裙房過(guò)小則不是真正意義上的多塔結(jié)構(gòu)。

（二）帶縫的多塔結(jié)構(gòu)

帶縫的多塔結(jié)構(gòu)建筑主要是在建筑結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)出伸縮縫，沉降縫和抗震縫，這樣的多塔架構(gòu)設(shè)計(jì)主要是在層樓與層樓之間的的間距非常小的時(shí)候出現(xiàn)，也是一個(gè)較為特殊的小間距多塔結(jié)構(gòu)。

（三）復(fù)雜的多塔結(jié)構(gòu)

負(fù)責(zé)的多塔結(jié)構(gòu)主要是基于簡(jiǎn)單的多塔結(jié)構(gòu)，在此之上再增加鋼結(jié)構(gòu)，出于安全考慮一般會(huì)采用鉸接其中的排架柱的方式來(lái)確定長(zhǎng)度系數(shù)，通過(guò)把模型中的頂部連接而改造回剛接部位，將鉸接排架柱所得到的確定結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的修改，得出排架柱的平面內(nèi)長(zhǎng)度系數(shù)。

二、多塔結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的規(guī)范

由于多塔結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)⒔ㄖ锊贾迷谟凶兓彝蝗皇站o的地盤上，本身屬于不規(guī)則的豎向結(jié)構(gòu)，這樣會(huì)使得整個(gè)建筑物的上部塔樓與地盤相結(jié)合的部位出現(xiàn)突變，從而出現(xiàn)薄弱部位，埋下隱患，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)位，以及復(fù)雜地扭轉(zhuǎn)和振動(dòng)。為了加強(qiáng)多塔結(jié)構(gòu)建筑物的實(shí)用性，應(yīng)該嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求嗎，加強(qiáng)薄弱部位的設(shè)計(jì)。

（一）多塔結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

通過(guò)嚴(yán)密的計(jì)算，從而確定整個(gè)項(xiàng)目是否需要設(shè)計(jì)出后澆帶和沉降縫，或者確定是否需要在主樓與裙房的地基上采用變鋼度的調(diào)平技術(shù)，減少主樓和裙房的不同豎向的承重力，減低差異沉降的影響。

（二）多塔結(jié)構(gòu)對(duì)樓層、布局的要求

在多塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)將地盤和塔樓設(shè)計(jì)為對(duì)稱的布局，上部塔樓的群體質(zhì)心應(yīng)當(dāng)接近整個(gè)大盤的質(zhì)心。但是塔樓的質(zhì)心和地盤的質(zhì)心不能距離較大，應(yīng)當(dāng)可控制在變邊長(zhǎng)的20%左右，從而減少塔樓出現(xiàn)偏置對(duì)整個(gè)地盤的扭轉(zhuǎn)。

（三）多塔結(jié)構(gòu)對(duì)底盤的要求

多塔結(jié)構(gòu)建筑對(duì)地盤的要求較高，出于安全考慮，應(yīng)當(dāng)將大底盤和塔樓進(jìn)行整體工作，底盤的面上一層和面下一的樓板應(yīng)該特別注意加強(qiáng)構(gòu)造的措施，而底盤屋的面板應(yīng)該加厚設(shè)計(jì)，最好不要小于150mm，貫通板面的負(fù)彎矩鋼筋同時(shí)也應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)配筋的構(gòu)造措施。

（四）多塔結(jié)構(gòu)對(duì)轉(zhuǎn)換層的要求

出于抗震以及其它安全方面的考慮，多塔結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)應(yīng)該布置在底盤樓層的范圍內(nèi)，為了避免高位的轉(zhuǎn)換而形成結(jié)構(gòu)相對(duì)薄弱的部位，建議不要在底盤以上的塔樓內(nèi)設(shè)置轉(zhuǎn)換層。

（五）多塔結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

首先，裙樓的抗震等級(jí)應(yīng)該符合自身的抗震要求，而且裙樓的抗震應(yīng)該高于主樓抗震的等級(jí)。加強(qiáng)塔樓和裙房之間的屋面梁，特別是要加強(qiáng)各個(gè)塔樓中和裙房向連結(jié)部位的堅(jiān)固度，如外圍柱和剪力墻。此外，適當(dāng)提高柱縱向整個(gè)鋼筋的最小配筋率，全高加密裙樓的屋面上、下層的位置，按照有關(guān)規(guī)定設(shè)置剪力墻的約束邊緣的構(gòu)件。

三、多塔結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析

多塔結(jié)構(gòu)是屬于比較復(fù)雜的高層結(jié)構(gòu)建筑形式，在分析計(jì)算的時(shí)候應(yīng)該重視其特殊性，不能僅僅采取簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)方法，要經(jīng)過(guò)認(rèn)真而嚴(yán)密的計(jì)算分析。

（一）多塔結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)

多塔機(jī)構(gòu)的每個(gè)塔樓都有自己獨(dú)立的迎風(fēng)面，若塔樓之間距離較為遠(yuǎn)，則一般可以不用考慮每個(gè)塔樓之間的鳳荷載，但是如果塔樓之間相距較近的話就應(yīng)該考慮到風(fēng)力對(duì)樓層之間的干擾。同時(shí)，各個(gè)塔樓都有自己的獨(dú)立的變形，每個(gè)塔樓的變形僅僅與該塔樓自身的因素、塔身與底盤的連接關(guān)系以及底盤自身的受力特性有關(guān)，在抗震的設(shè)計(jì)中可以忽視塔樓之間相互的作用。但是，在塔樓高度和剛度相差較大的樓層中就不應(yīng)該忽視該作用，特別是塔樓的設(shè)計(jì)不合理且各個(gè)塔樓和底盤之間的間接影響較大時(shí)，更加要重視。

（二）多塔結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型

目前，計(jì)算多塔結(jié)構(gòu)一般有兩個(gè)模型，一個(gè)是整體模型，一個(gè)是離散模型。整體模型是綜合底盤和塔樓，將二者作為一個(gè)整體來(lái)進(jìn)行分析和計(jì)算；離散模型是將每個(gè)塔樓都分成幾個(gè)完全獨(dú)立的單一塔樓的結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行計(jì)算分析。

在實(shí)際應(yīng)用中，整體模型更具實(shí)用性而且在分析計(jì)算中更為簡(jiǎn)單方便，所以在整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)中若能使用整體模型進(jìn)行計(jì)算則應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采用。在國(guó)內(nèi)比較流行的整體模型分析軟件有最新版本的SATWE軟件，該軟件能夠?qū)⒍嗨Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的大多數(shù)控制在參數(shù)整體設(shè)計(jì)的計(jì)算進(jìn)行輸出，例如，層間的位移比，層間的剛度比和層間的受剪承載比和煎重比等。同時(shí)可以進(jìn)行整個(gè)樓構(gòu)件和內(nèi)力配筋的計(jì)算，這樣可以將整個(gè)設(shè)計(jì)得到的有關(guān)數(shù)據(jù)作用于基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中來(lái)。

當(dāng)然，不是所有的設(shè)計(jì)都應(yīng)該采用整體模型，有些計(jì)算是不能在整體模型中直接完成的，應(yīng)該采用離散模型的方式來(lái)進(jìn)行分析計(jì)算，如周期比的計(jì)算。這類分析計(jì)算就應(yīng)該將整體的多塔結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行人為切分，切分成一個(gè)一個(gè)的單塔結(jié)構(gòu)模型，從而便于各個(gè)單塔樓能夠獨(dú)立地進(jìn)行抗震的計(jì)算。若是在各個(gè)塔樓的建筑造型和結(jié)構(gòu)體系以及塔樓層數(shù)不完全一致的情況下，通過(guò)整體模型的分析很難反映出各個(gè)塔樓之間不同的扭轉(zhuǎn)特性，同時(shí)對(duì)分析設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)要求也較高，所以，在此類情況下采用簡(jiǎn)單的離散分析模型就能夠輕松做到。

（三）多塔結(jié)構(gòu)的切分方法

關(guān)于多塔結(jié)構(gòu)的切分，方法很多，各有各的又優(yōu)勢(shì)，比較得到推廣的便是簡(jiǎn)單易行的45度斜線切分方法，通過(guò)將塔樓和裙房的頂板交接處做出45度朝外的斜線而交于裙房或者地下停車場(chǎng)的底部，保留斜線范圍內(nèi)的裙房和地下停車場(chǎng)的全部構(gòu)件，刪除底盤其它部分和其它的塔樓。這樣能夠使得裙房保留的有效范圍隨樓層的高度而增加。

1.針對(duì)多塔的小底盤結(jié)構(gòu)，不必進(jìn)行切分，直接保留原來(lái)的建筑構(gòu)件就行。

2.這對(duì)裙房的樓層較高的多塔結(jié)構(gòu)，去掉其它塔樓即可不需要進(jìn)行切分。

3.塔樓的分析計(jì)算模型應(yīng)以整體計(jì)算模型為主，采用切分的多塔結(jié)構(gòu)模型是在整體模型無(wú)法使用的情況下，但是其本身有不足之處，如在進(jìn)行計(jì)算分析時(shí)忽略了各個(gè)塔樓之間相互的影響，特別是在各個(gè)塔樓之間機(jī)構(gòu)體體系不一致時(shí)、塔樓的層數(shù)和質(zhì)量的剛度差異很大、或者塔樓為不規(guī)則不對(duì)稱布置時(shí)，更加不能忽視塔樓之間的相互影響。在使用離線分析時(shí)，可以適當(dāng)考慮結(jié)合其他的分析方法，如彈塑性靜力或者動(dòng)力分析來(lái)進(jìn)行驗(yàn)算分析結(jié)果。

四、多塔結(jié)構(gòu)的電算

在對(duì)多塔結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算時(shí)采取SATWE軟件應(yīng)注意以下問(wèn)題：

（一）多塔結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行多塔定義。在執(zhí)行命令前如不進(jìn)行多塔定義則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)默認(rèn)為進(jìn)行單塔計(jì)算，從而使得計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確。

（二）嚴(yán)格把握定義的正確性，不允許在多塔定義時(shí)將一個(gè)構(gòu)件定義在兩個(gè)塔內(nèi)，否則會(huì)使得總綱分析出現(xiàn)差錯(cuò)。

（三）在帶縫多塔結(jié)構(gòu)中執(zhí)行遮擋定義的命令，其中的鳳荷載體型的系數(shù)嚴(yán)格執(zhí)行“設(shè)縫多塔背鳳面體型系數(shù)”中所特別設(shè)定的值。

（四）在設(shè)置多塔結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)應(yīng)該設(shè)置為“復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)”，并且在計(jì)算中應(yīng)該將振型數(shù)值的取值設(shè)置為不小于塔樓數(shù)量的9倍。

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