大底盘地下室

大底盘地下室（精选7篇）

大底盘地下室 篇1

为了保证高层建筑的配套使用要求以及最大限度地利用有限的土地资源, 现在很多小区都采用大底盘地下室方案, 即在小区所有建筑下均设地下室, 且地下室连成一片。这种地下室较单栋楼下的地下室是超大的, 对于这种大型地下室如何通过PKPM软件建立模型以及进行合理的分析计算, 以一工程实例来进行分析。

1 工程概况

本工程位于内蒙古乌海市, 小区内有4栋高层住宅, 一栋7层办公楼, 一栋4层商业以及一座幼儿园, 在所有建筑物下设大底盘地下室。小区总用地面积34067.9m2, 地下室建筑面积24842.16m2, 地下室层高4.2m。地下室最长处为182m, 最宽处为180m。地下室主要功能为:大型地下车库、设备用房以及战时6级人防地下室。建筑物范围外地下室顶部覆土厚2.6m, 上部主要布置小区道路、绿化、景观等。地下室平面如图1所示。

2 计算模型的建立

对这种面积很大的大底盘地下室, 地下室内部梁、柱、墙等构件特别多, 轴网密集交错, 且不同部分的功能甚至都不相同, 同时要考虑到上部塔楼或裙房的位置等因素, 所以这类地下室建模非常复杂繁琐。如果采用将地下室和塔楼整体建模, 其梁数以及节点数就很可能会超过软件的适用范围。同时由于现行的《建筑抗震设计规范》[1]的周期比计算是在单塔的前提下提出来的, 对于大底盘多塔周期比计算应该如何考虑规范并没有说明, 因此对于这种形式的周期比计算只能将多塔结构拆分成单塔, 然后分别进行计算。

2.1 传统建模方法[2]

对于这种结构形式, 如何将塔楼拆分开, 则是一个比较复杂的问题, 规范没有统一的方法。目前在工程界, 比较常见的分开计算方法主要有以下3种:

1) 根据上海市《建筑抗震设计规程》[4], 如遇到较大面积的地下室而上部塔楼面积较小的情况, 在计算地下室结构的侧向刚度时, 只能考虑塔楼及其周围的抗侧力构件的贡献, 塔楼周围的范围可以在两个水平方向分别取地下室层高的2倍左右。

2) 在各个塔楼周边引45°线一直伸到地下室底板, 在45°线范围内的竖向构件作为与上部结构共同作用的构件。

3) 将大底盘顶板以上的各个单塔楼单独取出, 嵌固位置取在大底盘顶板标高处, 然后按照各个单塔楼验算期周期比。对于大底盘部分, 宜将底盘部分单独取出, 忽略上部塔楼的刚度, 只考虑上部塔楼的质量, 将质量附加在大底盘地下室的顶部的相应位置, 然后进行计算。

2.2 大底盘地下室合理建模的分析

在本工程中, 大底盘地下室很容易满足《高层建筑混凝土结构技术规程》[3]5.3.7 条:高层建筑结构计算中, 当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时, 地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。地下室顶板能够满足作为上部塔楼结构嵌固层的要求, 确定参照上海市《建筑抗震设计规程》[4]方法, 对地下室区域结合上部结构采用分片建模。

在建模开始时先确定分片的位置, 按每栋楼为单塔划分出建模区域。为了在完成上部塔楼结构的同时完成地下室结构设计, 按照上海市《建筑抗震设计规程》[4]方法, 对于上部塔楼的计算完全可以满足设计要求, 但是地下室在两个水平方向分别取地下室层高的2倍建模, 对于地下室部分结构计算将存在偏差。为了能够使地下室结构在分片后分析计算更加准确, 确定在分片分区域建模时对地下室结构在区域与区域之间进行跨度重叠建模。现在最主要的问题是, 在区域与区域之间到底重叠几跨才能够满足地下室结构设计要求。为此在本工程中, 在地下室分区域中选取有代表性的框架梁1、框架梁2、框架柱1和次梁1, 如图2所示, 分别按以下六种方法建模进行对比分析。

方法一:利用地下室变形缝对地下室和上部结构进行整体建模;

方法二:在区域与区域之间重叠一跨进行建模;

方法三:在区域与区域之间重叠两跨进行建模;

方法四:在区域与区域之间重叠三跨进行建模;

方法五:在区域与区域之间重叠四跨进行建模;

方法六;在区域与区域之间重叠五跨进行建模。

具体计算结果见表1～4。

通过对表1～4计算结果对比分析可知, 方法二与方法一计算结果相差比较大, 仅框架柱轴力就相差9.8%;方法三与方法一框架梁1及次梁1计算结果比较接近, 框架梁2计算结果偏小, 框架柱轴力计算偏小, 相差2.7%;方法四与方法一框架柱轴力相差0.4%, 框架梁1内力相差均在0.15%以内, 框架梁2内力相差均在0.18%以内, 次梁1内力相差均在0.1%以内;方法五与方法六计算结果变化很小, 其中方法六最接近整体建模计算结果。

很明显, 随着重叠跨数增多, 计算结果越来越接近整体建模计算结果。但是基于大底盘地下室内部梁、柱、墙等构件多, 轴网密集交错等特性, 为了建模时不至于其梁数以及节点数超过软件的适用范围, 同时提高结构设计效率, 采用方法四建模就可以满足大底盘地下室结构设计要求。

3 结论

在本工程实际设计中, 参照上海市《建筑抗震设计规程》[4]方法, 采用了方法四 (在区域与区域之间重叠三跨进行建模) , 在完成上部塔楼结构设计的同时, 也完成了下部大底盘地下室的结构设计。在保证结构设计安全、经济等要求的前提下, 提高了结构设计效率。

摘要：在小区内全部楼下均设地下室的大底盘地下室结构, 整体建模非常繁琐复杂, 利用PKPM软件, 通过对大底盘地下室工程结构的建模分析, 提出了对大底盘地下室进行合理建模计算的方法。

关键词：PKPM软件,大底盘地下室,建模,分区域计算

参考文献

[1]GB50011-2010, 建筑抗震设计规范[S].

[2]陈岱林, 赵兵, 刘民易.PKPM结构CAD软件问题解惑及工程应用实例解析[M].北京:中国建筑工业出版社, 2008.

[3]JGJ3-2002, 高层建筑混凝土结构技术规程[S].

[4]DGJ08-9-2003, 上海建筑抗震设计规程[S].

大底盘地下室 篇2

对于大底盘多塔结构来说, 由于整体结构由多幢主体高层、附属裙房、商业、地下车库等统一设置于一个连通大底盘上, 尺寸较大, 为超长超宽结构, 且基础各部分 (高层主楼区域、裙房区域、纯地下室区域) 荷载差异较大, 控制差异沉降显得尤为重要。以下将结合地下结构的安全性、稳定性对差异沉降控制进行深入分析。

一、基于不设沉降缝下的差异沉降协调

在不设置永久沉降缝的情况下, 不均匀沉降的控制是结构设计关键的技术之一。为了有效控制差异沉降, 并达到安全、经济的目标, 可采取以下各项措施。

1. 强化主楼基同时弱化裙房及纯地下室基础, 以协调差异沉降

对于大底盘结构, 由于主楼荷载大, 裙房部分荷载小, 纯地下室区域处于抗浮状态, 各区域荷载差异较大, 对不均匀沉降十分敏感。因此设计应采用变刚度调平理念, 用不同的桩参数和桩密度来强化主楼基础, 弱化裙房和纯地下室基础, 达到减小主楼与裙房和纯地下室的差异沉降。一般情况下, 裙房的沉降值较小, 所以主要是控制主楼的绝对沉降置以达到减少与裙房、纯地下室区域的沉降差, 主楼采用桩长相对较长、持力层相对较强的桩基, 以减少主楼沉降的计算值。同时采取后注浆技术, 既可以提高桩基承载力又可以减少沉降量。弱化裙房和纯地下室基础, 可采用桩长相对较短、持力层较弱的桩基。在主楼沉降的同时, 带动相邻跨较弱的裙房或纯地下室基础产生的部分沉降, 从而在高低层过渡区形成缓和沉降曲线, 减少沉降量突变造成的不良影响。这一原理已在以往的工程中广泛应用。

针对此可采用的基础方案有: (1) 主楼长桩, 裙房和纯地下室短桩。即按变形和承载力确定各自桩的直径、长度和数量, 国内许多城市的工程采取这种处理方法; (2) 主楼桩基, 裙房和纯地下室天然地基。此方案常用于基底土层良好且能满足抗浮设计的情况。

2. 设置调节沉降差的沉降后浇带

设置沉降后浇带既能减少各建筑因荷载不同所引起的不均匀沉降, 也解决了“地下室统一贯通建设, 上部结构分期实施”、因上部各单体施工时间不同步所引起的不均匀沉降等问题。

主楼与裙房和纯地下室的结构及基础可设计成整体, 但在施工时可用沉降后浇带把两部分暂时断开, 待主楼结构施工完毕再合并, 一般情况下, 主楼已完成最终沉降量的50%~80%, 然后再采用微膨胀混凝土浇灌沉降后浇带, 将高低层连成整体。沉降后浇带的设置旨在通过沉降后浇带封闭前, 主楼沉降可以大部分独立完成, 以降低主裙楼之间的沉降差, 使主裙楼之间的差异沉降控制在可以接受的程度。

如果地基承载力较高且沉降计算较为可靠时, 可将主楼与裙房的标高预留沉降差, 使沉降后两者的标高基本一致。另外, 选择后浇带的位置也很重要。通常选择结构内力 (弯矩、剪力) 较小的部位, 一般在梁板的反弯点附近。后浇带的宽度为800~1 000 mm, 其具体数值应通过计算确定, 可按沉降变形差异反算内力, 再据此确定配筋。后浇带处的钢筋应直通, 并根据计算配足钢筋。如梁板过长, 钢筋可进行焊接。后浇带的混凝土灌注时间应尽量推迟, 使高层和底部都能自由沉降, 降低二者的沉降差, 减少因沉降差在基础中产生过大的内力, 令建成的建筑物更加安全稳定。后浇带解决了高层主楼与较低裙房间基础沉降的差异问题, 但也存在施工周期长、维护清理困难等局限性。使用后浇带法还应加强对已建成的建筑物的沉降差异观测及后浇带工作情况的观测。

3. 加强主楼和裙房的连接部位构造

主楼、裙房及周边地下室间底板拟采用变厚度筏板过渡, 且主楼与裙房间相邻跨底板配筋加强。同时适当加强主楼与裙房相邻跨上部结构的框架配筋, 以抵抗主楼与裙房间的部分差异沉降。

二、工程实例

1. 计算模型

本工程分为南北两个大区。以南区为例, 南区包含6#、7#、8#、9#塔楼以及B、C、Q地块商业, 为多塔大底盘结构。塔楼的高度从100~206.5 m不等, 下设三层地下室 (局部有夹层) 。在计算时, 限于有限元程序, 自由度容量大小, 可将南区分为D、E地块以及B、C、Q地块2个区域分别建模。图1为包含7#、8#、9#塔楼的D、E地块三维计算模型。

2. 基础方案选型

由于本项目基础各部分荷载差异很大, 存在差异沉降控制问题。在基础设计时, 除了满足不同区域地基承载力要求外, 还应采取合理的基础持力层、基础形式, 有效调节不均匀沉降的措施, 控制沉降差, 进而减少差异沉降对结构带来的不利影响, 达到既安全又经济的目的。

3. 桩筏基础优化设计

桩筏基础有时采用均匀布桩的传统做法, 这往往导致过大碟形沉降和马鞍形反力分布, 使桩筏整体弯矩和剪力增大。因上部结构受建筑使用功能的限制, 很难对其调整。对设计人员来说, 只能通过调节桩筏基础刚度来调整主楼和裙房的差异沉降。对桩筏基础而言, 可通过调整板厚、柱下承台厚度、桩长、桩数和桩径来实现, 从而优化沉降等值线和底板应力变化梯度的分布, 使其达到最优, 这是优化设计的理论基础。

基于上述优化方向, 根据所在场地资料, 结合建筑使用功能和规范的要求, 可设定一个主楼的最终沉降量, 通过共同作用分析绘制沉降等值线。对沉降较大和底板应力变化处加大桩和承台的刚度;而在沉降较小处, 相应地削弱桩的刚度, 重新形成桩筏刚度矩阵, 再进行迭代计算, 直至差异沉降和应力变化达到设计所需值。这样就可以使整个桩和基础的设计达到相对合理的结果, 以上过程都可通过程序反复试算得出。

为满足建筑的使用功能, 该工程地下室为一个整体, 裙房与主楼之间在地下室不设永久沉降缝, 上部主体各自脱开。对于整个大底板, 主楼荷载大, 裙房部分荷载小, 纯地下室区域处于抗浮状态, 各区域荷载差异极大, 对不均匀沉降十分敏感。因此计算采用变刚度调平理念, 用不同桩参数和桩密度来强化主楼基础, 弱化裙房和纯地下室基础, 达到减小主楼与裙房和纯地下室的差异沉降。设计中, 主楼采用桩长相对较长、持力层相对较强的桩基, 以减少主楼沉降计算值。同时弱化裙房和纯地下室基础, 可采用桩长相对较短、持力层较弱的桩基。在主楼沉降的同时, 带动相邻跨较弱的裙房或纯地下室基础产生部分沉降。从而在高低层过渡区形成缓和沉降曲线, 减少沉降量突变造成的不良影响。

本项目施工时用沉降后浇带把主楼区域和纯地下室的结构及基础暂时断开, 待主楼结构施工完毕再合并。一般情况下, 主楼已完成最终沉降量的50%~80%, 再采用微膨胀混凝土浇灌沉降后浇带将高低层连成整体。设置沉降后浇带既能减少各建筑因荷载不同所引起的不均匀沉降, 也能解决各单体因施工时间不同步所引起的不均匀沉降。优化后的D、E区沉降等值线见图2所示。

从优化结果可以看到D、E地块7#楼沉降计算值39~48 mm, 8#楼沉降计算值55~73 mm, 9#楼沉降计算值68~83 mm, H地块3#楼沉降计算值48~59 mm, 4#楼沉降计算值41~53 mm, 主裙楼相邻跨差异沉降基本上都在11~17mm左右, 满足规范的2‰的倾斜要求。局部有超过20 mm的区域, 考虑到沉降后浇带的释放调节作用, 实际差异沉降会大大降低。另外在构造措施上, 主楼、裙楼及地下室之间的底板通过采用1.5~2.0 m的板厚过渡段来协调局部差异沉降来降低蝶形沉降的斜率, 缓解沉降曲线的梯度, 改善整个大底板的受力性能。对于裙房及纯地下室的沉降分布, 其最大值出现在上部结构抽柱转换的柱位, 大约在15~22 mm左右。剩余区域沉降在10 mm左右, 局部纯地下室出现负值。

三、结语

在不设置永久沉降缝的情况下, 不均匀沉降的控制是结构设计的关键技术之一。为了有效控制差异沉降, 并达到安全、经济的目标, 通过研究可强化主楼基础。同时, 通过弱化裙房及纯地下室基础等措施来协调差异沉降。通过工程实例结果分析表明, 所采取的差异沉降协调控制技术具有较好效果, 可为同类工程所借鉴。

摘要：结构整体分析时嵌固端的确定、地基基础设计中的差异沉降控制、超长地下室的防开裂措施是大底盘多塔高层设计中的关键性技术问题。本文主要探讨了大底盘多塔地下室的差异沉降协调技术。

关键词：大底盘,多塔地下室,差异沉降,协调技术

参考文献

[1]李秋波.多塔大底盘结构设计体会[J].浙江建筑, 2007 (08) .

[2]李程.太阳门大底盘多塔商住楼的结构设计[J].四川建筑科学研究, 2005 (03) .

大底盘建筑的设计处理 篇3

关键词：地基处理,基础设计,后浇带,变形缝

1 工程概况

临猗嶷山商城大底盘商住楼位于临猗县南环路和五一路交叉口。地处繁华地段，适宜商住两用。该工程基底面积8 264.55 m2，总建筑面积34 700 m2。考虑到整栋楼底盘面积较大，设计施工都有很大难度，经考虑做如下设计:整栋建筑由A段、B段、C段、D段、E段、F段、G段7大部分组成。A段为地上9层地下1层。地下室层高为3.90 m,1层，2层为商店，层高分别为4.5 m和3.6 m。3层～9层为住宅，层高为3.30 m。室内外高差为0.3 m,A段建筑总高为33.50 m。B段、F段为1层商铺，地下1层层高为3.90 m,1层层高为4.20 m。D段地下1层层高为4.50 m,1层层高为4.20 m,C段，E段，G段为6层住宅。地下室和1层层高为3.90 m,2层～6层为3.00 m。室内外高差为0.450 m。总高为19.350 m。A段的结构形式为框剪结构。B段，D段，F段为框架结构，C段，E段，G段为砖混结构。2层临街商铺为框架结构。运城临猗抗震设防烈度为7度(0.15)。结构的抗震等级:A段框架为二级、剪力墙为一级。B段，D段，F段为三级。

2 地基处理及基础方案的选定

根据地质勘查报告，地下水位埋深距室外地面25 m以下，地下水对混凝土无腐蚀性，主要土层分布见表1。

2.1 A段地基处理及基础形式

根据地质报告提供的数据，天然地基不能满足主要承载力及沉降要求，且该地基存在湿陷性，必须对天然地基进行地基处理。由于各段高度不同，对承载力的要求不同，各段的地基处理也各不相同。通过几种地基处理方案对地基承载力的提高及经济方法综合考虑，最后决定A段采用水泥粉煤灰碎石桩法(CFG桩)处理地基，桩长8.50 m，桩径500，桩间距1 400，正方形布桩，要求处理后的复合地基承载力不小于210 k Pa，单桩竖向承载力特征值不小于340 k Pa，该基础采用梁板式筏板基础，并调整基础外挑尺寸使竖向重力荷载作用下的基底反力合力中心与基底形心重合。

2.2 B段～G段地基处理及基础形式

B段～G段采用灰土挤密桩法处理，既消除了湿陷性，又提高了地基土的承载力。桩长5.0 m，桩径400，桩间距1 000，梅花点布桩，要求处理后的复合地基承载力不小于180 k Pa，其中B,D,F段采用柱下混凝土独立基础。其间考虑到各楼之间距离小，与其他楼相邻处独立基础无法放出。采用混凝土灌注桩处理，做一柱一桩。C,E,G段采用筏板基础。

3 各楼之间变形缝处的基础及地基处理

由于7部分的高度和结构形式均不相同，且地下室层高也不同，埋深根据规范要求各不相同，如果只按单体考虑，底层部分就没有了埋深，最后综合考虑，决定按A段的埋深要求统一埋深。这样设计虽然有些浪费，可是这样保证了工程安全和施工合理。7部分间用伸缩缝、沉降缝分开。缝宽取200 mm。这样处理的优点是:1)这样每部分的计算就相对独立，互不干扰。2)施工图能更明确、简单的表达。缺点是由于各部分相距很近，基础的处理是个难题。经过深思熟虑，最后决定各部分的筏板基础不出大放脚，相应的地基处理也到墙边为止。低层框架部分基础为柱下独立基础，在相邻的轴线处采用一柱一桩，打混凝土灌注桩。桩长为8.0 m，桩径为600 mm，成桩工艺采用泥浆护壁法钻孔灌注桩。这样就解决了各部分基础无法错开的难题。

4 后浇带的设置

A,B,D,F段的长度超过规范规定的伸缩缝最大间距55 m的要求，为了不影响建筑装修立面效果，不影响使用功能，A,B,D,F段采用后浇带来控制混凝土的收缩和温度应力，使之不裂缝。具体措施如下:1)从1层到以上各层增设一道施工后浇带，待全部结构封顶40 d后再用高一级的微膨胀混凝土封闭(地下部分未设是考虑到地下部分受温度影响很小，温度区段可以相应延长)。2)屋面板混凝土内掺加微膨胀剂，在结构中产生预压应力，抵消温度变化产生的压应力从而控制了裂缝。3)调整屋面板的配筋，在屋面板上层未配筋的区域内加设8@200的分布筋，通长布置。

5 后期现场施工问题的解决

该工程存在以下特点:

1)工程位于市区，施工场地较为狭小。

2)周边有较多建筑，且为天然地基，控制沉降要求高。

3)基坑面积大，开挖土方量大。鉴于以上特点在现场施工组织中:a．如果同时开工没有开挖土方存放的地方且没有加工钢筋的地方。b．同时开工塔吊只能在四周架设，中间有不能到达的地方。在和甲方及监理单位协商后，决定分批施工，先留D段不施工，待其余部分施工完毕再施工。

6 结语

该楼从设计到施工历经2年，现阶段已经竣工使用1年，通过设计回访和现场观测结果显示，各部分设计合理，技术可靠。

参考文献

[1]JGJ79-2002,J220-2002,建筑地基处理技术规范[S].

[2]GB50011-2010,建筑抗震设计规范[S].

[3]朱春明,刘铁锐,邱明兵,等.大底盘高层建筑设计要点及解决方案[J].建筑结构,2011,41(11):172-175.

互联网“底盘”和大数据“轮子” 篇4

“互联网+”引起各界关注,专家学者及众多媒体纷纷解读。有的认为“互联网+”类似美国的工业互联网理念,是希望用国内相对优质、国际领先的互联网力量去加速国内制造业的效率、品质、创新、合作与营销能力的升级,以信息流带动物质流,推展整体产业的国际影响力。有的则认为,“互联网+”是创新2.0下的互联网发展新形态、新业态,是知识社会创新2.0推动下的互联网形态演进。还有的认为,“互联网+”是信息化与工业化深度融合的升级版,不仅仅是工业化,而是将互联网作为当前信息化发展的核心特征提取出来,并与工业、商业、金融业等服务业的全面融合。各种解读都充满新意,给人启发。

如果更加通俗一点说,我觉得“互联网+”就是融入互联网思维,把互联网作为“底盘”,各行各业都要在这个“底盘”上进行调整创新,赢得转型升级发展,并形成新的业态和新的服务。

如果互联网是“底盘”,那么大数据就是“轮子”。前不久读到一本名为《飞轮效应》的新书,对大数据“轮子”的描述非常到位。书中谈到,无论是处在转型升级变革阶段的传统企业,还是基于新一代信息技术应用构建的新兴企业,都必须从顶层设计开始,构建“数据战略”,并打磨出推动企业快速发展的“数据飞轮”。数据战略的关键是“让数据飞”,正如苹果生态系统中的云服务、应用商店、用户数据形成完整而快速的数据循环;也正如亚马逊的产业链,从产品选择、价格制定、市场推广到客户服务,都处于亚马逊的“飞轮”之中。所谓“数据飞轮”就是只要能够利用客户数据为第三方开发出增值服务,就能持续地、免费地为客户提供更多服务;而更多的服务将产生更多的客户行为数据,利用这些新产生的数据又能为第三方提供新的增值服务,这个正向反馈的循环,如同巨大的飞轮,产生“飞轮效应”。

书中通俗易懂地阐述了“飞轮效应”原理:判断一个企业内部是否形成了“数据飞轮”,要看企业运行的基本模块是不是都有数据的支撑;能使企业产生飞轮效应的有四个基本模块—产品、渠道、基础设施、赢利模式。产品模块主要形成“价值数据飞轮”,即产品的研发设计源自用户需求、参与、反馈的数据;渠道模块主要形成“关系数据飞轮”,即企业与客户的关系发生根本变化,传统的渠道商和中间商被弱化,客户直接与品牌的连接成为趋势;基础设施模块主要形成“平台数据飞轮”,即内外部资源平台化,生产设施可弹性选择,生产资源动态配置;“盈利模式飞轮”就是赢利模式从收费到免费,从一次交易到多次交易,从直接付费到第三方付费,由此发生巨大变化。

谈大底盘多塔楼高层建筑结构 篇5

随着我国经济的飞速发展，城市用地的变得越来越紧张，为了解决用地问题，大底盘多塔高层建筑结构模式成为了开发商与设计人员的最爱，于是这种特殊的结构形式，更多地被应用在实际建筑中。但是大底盘多塔楼的高度占整个建筑高度的比例比较大，通常在35%以上，所以在设计和施工及后期地使用过程中都存在很多问题，这些问题如果不能合理有效的解决可能会造成严重的后果。笔者结合实际的经验，对大底盘多塔楼高层建筑结构进行简单的介绍，并从大底盘多塔楼高层建筑上部结构的嵌固端以及上、下部结构的共同作用两个方面对其进行研究和探讨。

2 大底盘多塔楼高层建筑的结构概述

大底盘多塔楼主要的结构特点为，在几个高层建筑的底部存在一个大裙房把建筑连为一个整体，形成一个大底盘；当一幢高层建筑的底部设置了较大面积的裙房时，则为带底盘的单塔结构，此种结构为多塔楼结构的一种特殊情况。针对多个塔楼只通过了地下室连为一体，而地上无裙房或是只有局部的小裙房但不是连为一体的情况下，通常不属于多塔楼结构。大底盘多塔楼的地下底顶板应必须满足结构嵌固的要求，且地下室刚度也应满足2.0的要求，每个单体独立计算，在建模时连地下层也要建进去，这样荷载传到基础上面的时候才不会少，至于地下室则需要整体再建一个独立的模。

在实际的项目工程设计中，大底盘多塔楼高层建筑结构可以分为以下两种设计方式：

1)上部多塔楼的嵌固端使用大底盘结构的顶层楼板。这种设计形式比较适用于带地下停车场的住宅小区。

2)上部多塔楼的嵌固端不能使用大底盘结构的顶层楼板。这种结构形式一般出现在以下情况：下部裙楼是商场或者服务用房，而上部塔楼是办公或者具有商住两用功能的综合性大楼。

3 大底盘多塔楼高层建筑基础设计简介

3.1 应用现状

目前，大底盘多塔楼高层建筑设计形式在我国应用非常广泛，据统计，我国在城镇每年竣工的建筑面积可以达到5×108m2。由于大底盘多塔楼高层建筑、地下车库建筑、地下商场、多层地下结构和大跨空间的出现，在目前的大型公共建设项目以及住宅小区的建设中都占有至关重要的地位，其面积可达到总竣工建筑面积的10%。

3.2 施工中的常见问题

1)上部结构塔楼对于大底盘地下结构刚度较大、基底反力均匀、荷载不均匀和基础底板的不均匀变形等设计不当的情况会引起基础开裂等现象。例如，某个高层建筑大厦的梁板式筏基出现开裂，导致建筑底板防水作用失效；国贸二期建筑工程中的底板出现裂缝，导致防水作用失效。

2)由于大底盘多塔楼高层建筑在竖直方向的应力比较大，尤其是荷载不均匀，经常出现不均匀沉降问题。目前来看，解决大底盘多塔楼高层建筑不均匀沉降的方法主要有：第一，设置沉降缝；第二，设置施工“后浇带”，当沉降基本稳定之后再浇筑“后浇带”混凝土。

3)高层建筑和纯地下车库的连接等同于主塔楼和裙房的连接，这就给地下停车场的施工带来了一定的难度。

4 大底盘多塔楼高层建筑上部结构的嵌固端

从结构设计的角度来看，因为大底盘是塔楼的嵌固端，每个塔楼在水平方向与竖直方向荷载的作用下可以看做是相互独立的，所以对于结构内力的分析可以分开进行。在这种情况下，塔楼上部的结构通常采用常规设计方案，不需要进行特别讨论。在进行大底盘结构的内力分析时，则必须要进行整体计算，但是由于塔楼的侧向刚度和底盘的侧向刚度相比较是较小的，因此上部的每个单个塔楼在水平地震力的作用下，对离塔楼位置比较远的大底盘构件所产生的影响是非常小的，在这种情况下，分析大底盘结构的构件内力时，可以不考虑多塔楼上部对大底盘造成的影响。由此可知，在大底盘多塔楼高层建筑的设计规程中并没有把这一类的结构形式归结到复杂高层建筑结构当中。同样的，在建筑结构设计中，对于在竖直方向的荷载作用，只需要进行整体的模型计算，而在水平方向的荷载作用，则不需要做复杂的整体结构分析。

以某住宅小区为例,这个住宅小区的地下2层是地下车库,地下1层是自行车库,上面部分的四栋楼层高度为11层，采用的结构形式是短肢剪力墙,抗震等级为三级,外部框架的抗震等级是四级，地震力的加速度是0.05g,场地属于Ⅳ类类别,地基基础设计是丙级。这个住宅建筑的地下部分抗侧刚度比较大,属于典型的大底盘多塔楼结构。所以，在建筑结构设计的初期,就应该先对多塔楼的嵌固端作分析,本工程在计算过程中采用的是SATWE计算软件，计算结果显示本工程大底盘层各个方向的抗侧刚度是：RJX=2.8728×106(kN/m),RJY=7.5715×106(kN/m)，建筑上面塔楼一层各个方向的抗侧刚度是：RJX=3.5866×106(kN/m),RJY=2.6456×106(kN/m)，数据表明，建筑下部大底盘层和上部塔楼一层相比抗侧刚度要大很多，所以，把大底盘顶层的楼板设计成建筑上部多塔楼的嵌固端是完全可以的。

大底盘多塔楼高层建筑结构体系的主要特点有：在多栋独立高层建筑的底部有一个连成整体的大裙房，也就是形成的大底盘。大底盘多塔楼高层建筑结构属于竖向的不规则结构；当大底盘上有2个或者是多个塔楼的时候，它的结构振型复杂，同时还会产生复杂的扭转振动，所以如果结构布置的不恰当合理，就会使竖直方向刚度发生突变，扭转振动反应与高振型影响也会随之变得更加严重。在实际工程设计中，总体来说，在设计大底盘多塔楼高层建筑的时候，可以把大底盘结构的顶层楼板作为高层建筑上部多塔楼的嵌固端。一般来说，带有地下停车位的住宅小区基本属于这种类型。

5 大底盘多塔楼高层建筑上下部结构的共同作用

在设计的时候，要考虑上部结构与下部结构（也就是地基）之间的共同作用。对于荷载情况、建筑体型、地质条件和结构类型进行综合的分析，以确定合理且有效的建筑措施、结构措施以及地基处理的方法。在同一个整体的大面积基础之上建设多栋高层建筑，沉降计算时要考虑上部结构、地基和基础的共同作用。在柱下条形基础的计算时，若是在较均匀的地基上，荷载分布较均匀，上部结构刚度也较好，并且条形基础梁高度不小于1/6的柱距时，则地基反力可以按照直线分布，条形基础梁内力可按连续梁来计算，这时边跨跨中弯矩和第一内支座弯矩值应乘以1.2的系数为宜；若是地基土较均匀和上部结构刚度较好，平板式筏基板厚跨比或梁板式筏基梁的高跨比不小于1/6，并且相邻柱荷载与柱间距的变化不超过20%的时候，其筏形基础可只考虑局部弯曲的作用。筏形基础内力，应按照基底反力直线分布来进行计算，在计算时，基底反力要扣除底板的自重与其上填土的自重。

当不满足上述的要求时，筏基内力应按照弹性地基梁板的方法进行分析。

6 结语

近年来，大底盘多塔楼高层建筑已经越来越受到人们的关注，并且被广泛的应用。我国虽然地大物博，但是人口众多，所以人均土地占有量非常少，随着经济的发展，大量的农村人口涌向城市，这样土地资源就变得紧缺，大底盘多塔楼高层建筑在很大程度上缓解了土地使用的问题，而且这样结构形式相对比较灵活，外形随意，在视觉效果以及功能使用方面也满足了人们对高品质生活的追求。与此同时，大底盘多塔楼高层建筑结构也存在一定的问题，这就需要设计及施工人员相互配合，避免出现质量隐患。

参考文献

[1]肖艳.浅谈大底盘多塔楼高层建筑结构[J].科技信息,2011(3):26-28.

[2]王作荣.谈高层建筑结构设计的要点[J].企业科技与发展,2010(16):76-80.

[3]唐兴荣.高层建筑转换层结构设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.

[4]陶峰.谈对高层建筑结构嵌固端的选取[J].电大理工,2010(1):13.

[5]江克宁.多、高层建筑嵌固部位选取的探讨[J].科技致富向导,2010(18):36-38.

[6]林建斌.关于地下室顶板作为嵌固端的探讨[J].科技风,2010(16):156-157.

[7]程建立,李珊.多高层建筑结构嵌固端实践应用分析[J].天津科技,2010(1):112.

某大底盘双塔的超限高层结构设计 篇6

关键词：结构设计,计算,分析,抗震性能

1 工程概况

本项目位于潍坊市城市中心区,整个项目约15万m2,其中地上80 787 m2,覆土建筑9 882 m2,地下60 147 m2。整个项目地下室连为一体,地面以下为2层,局部带一个夹层;地面以上分为东、西两个塔楼,其中东塔楼的建筑功能为酒店公寓,西塔楼的功能为五星级酒店,东西两个塔楼在地面以上2层处连为一个整体,形成一个大底盘多塔楼结构;其中东塔楼地面以上为29层(含一个夹层),标准层层高为3.2 m,建筑高度为99.9 m(从室外地坪到建筑主体屋面),建筑最高点高度为110.4 m,西塔楼(五星级酒店)地面以上为26层(含两个夹层),标准层层高为3.6 m,建筑高度为99.9 m(从室外地坪到建筑屋面),建筑最高点高度为110.4 m。连接两个塔楼的大底盘外包尺寸约为167 m×110 m。东西两个塔楼平面均为框架核心筒结构布局,中间为核心筒,外围为框架柱,虚线内部分为5层以上的塔楼标准层部分,如图1,图2所示。

此工程地震抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.15g,地震设计分组为第二组,Ⅱ类场地土,地震影响系数特征周期为0.40 s,根据JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程,此工程为大底盘双塔结构,体型特殊,受力较复杂,属于复杂高层建筑结构,且其中存在扭转不规则、尺寸突变、局部穿层柱以及塔楼偏置等超限部分,该工程进行了超限高层建筑抗震设防专项审查,按照JGJ 3-2010的结构抗震性能设计要求分别进行了小震、中震、大震状态下的计算分析。

2 结构选型及布置

1)结构布置。

塔楼:两个塔楼的外轮廓和核心筒的基本形状为矩形,长宽比均为1.15,高宽比均为3.04,根据建筑高度和建筑平面的特点,选取了钢筋混凝土框架—核心筒结构为结构体系:以钢筋混凝土核心筒作为主要抗侧力构件,承担大部分的水平力,外框架以承担竖向荷载为主并提供部分抗侧刚度。

裙房:本工程的两个塔楼中,裙房的平面大于塔楼较多,且塔楼均布置在角部,这种体量的偏心导致地震作用下裙房部分存在明显的扭转效应,故在裙房的周边结合楼梯间及电梯间增设了部分抗扭转剪力墙,有效的减小了裙房部分的扭转。

2)主要结构构件。

框架柱在1层采用1 000×1 000,到标准层逐渐变化到800×800,剪力墙核心筒外墙在底层为500 mm厚,到顶部变为400 mm厚,内隔墙上下均为300 mm厚,为提高墙体的极限承载力和延性,剪力墙在每层楼面处均设置了700高的暗梁。混凝土强度等级逐渐由底层的C60变化到顶层的C35。楼盖结构采用了普通混凝土现浇梁板体系,梁板混凝土强度等级采用C30。

3 结构计算与分析

1)上部结构多遇地震计算分析。

本工程属于超限高层建筑,根据JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程和超限高层结构布置建筑工程抗震设防专项审查技术要点(建质[2010]109号)有关规定,应采用两个不同力学模型的三维空间分析软件进行多遇地震作用下的内力和变形分析。本工程弹性分析选用中国建筑科学研究院编制的SATWE软件(简化墙元模型)和PMSAP软件(广义协调墙元模型)进行计算,考虑偶然偏心地震作用、双向地震作用、扭转耦联以及施工模拟加载的影响,地震作用计算方法采用振型分解反应谱法和多遇地震下的时程分析补充计算。

根据JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程,对多塔楼结构宜按整体模型和各塔楼分开的模型分别计算,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。本工程按照上述原则将结构模型分为东塔模型、西塔模型及整体模型进行了计算分析,分别进行了小震、中震、大震状态下的计算分析。

地震作用按如下原则取值:小震:采用规范地震动参数进行小震弹性分析,特征周期按照0.40取值;中震:采用规范地震动参数进行中震下重要构件的性能目标验算,特征周期采用0.40;大震:采用规范地震动参数进行结构不倒的性能目标验算,特征周期提高到0.45。

由表1,表2对比结果表明,SATWE与PMSAP的总体计算结果相近,这说明计算结果合理、有效,计算模型符合结构的实际工作状况;单塔和多塔的对比分析可以看出,单塔计算得出的前3振型与双塔计算结果一一对应,但周期比双塔计算模型略长,塔楼底部的地震剪力比双塔计算结果稍有差异,本工程按双塔模型进行整体指标控制和构件设计,以单塔计算结果作为辅助模型包络设计。

2)大底盘楼板拉力分析。

本工程两个塔楼高度相同,但塔楼强弱轴方向不同,带来塔楼间震动的不同步性。连接两塔楼的裙房是协调两塔楼共同震动的关键,为了保证结构在地震作用下的整体性,大底盘楼板设定了中震弹性的性能目标。中震状态下地震作用影响系数αmax=0.34;中震作用下的楼板应力分析采用PMSAP进行有限元分析,将两层地下室及大底盘连接板均设成弹性膜进行计算,大底盘连接板(L1层)应力分析结果如图3所示。

计算结果表明,B2,B1这两层两个塔楼之间相连的楼板拉应力非常小,均不超过0.5 MPa,楼板及其配筋足以抵抗该拉力,无需对楼板进行加强。L1层是自上而下连接两个塔楼的第一个楼层,也是最关键受力最大的一层。在X向及Y向中震作用下,L1层连接两个塔楼的楼板拉应力大部分处于1.8 MPa以内,个别应力集中部位楼板拉应力最大值达到2.7 MPa。根据计算结果,采用增加薄弱部位及周边区域的楼板厚度达250 mm,应力集中部位附近附加双层双向16@150,即可抵抗该拉应力,实现设定的中震弹性的性能目标。

3)结构性能设计。

针对本工程的超限项目,采取了结构抗震性能优化设计的措施。结构抗震性能目标按照JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程第3.11节规定执行。根据建筑高度以及体型,设定结构抗震性能目标为C级,设定结构各关键部位构件性能目标如表3所示。

根据设定的性能目标进行小震、中震、大震状态下的计算,计算的配筋结果很大,仅采取常规的配筋形式已难以满足设计要求,故采取了在剪力墙暗柱内及框架柱内加设型钢的配筋方式,如图4所示,这种处理不仅满足了结构的性能设计的要求,同时还有效的提高了剪力墙核心筒及框架柱的延性。

4 结语

本工程虽然结构体型较为复杂,存在多项不规则类型,但在设计中采用概念设计方法,根据抗震原则及建筑特点,首先对整体结构体系及布置进行仔细的考虑并进行优化,使之具有良好的结构性能。抗震设计中采用性能化设计方法,除保证结构在小震下完全处于弹性阶段外,还进行了主要构件在中震、大震作用下的性能设计,计算结果表明,多项指标均表现得较为良好,基本满足规范的有关要求,使超规范限制的不规则程度得到基本有效控制。

参考文献

[1]GB5011-2011,建筑抗震设计规范[S].

[2]JGJ3-2010,高层建筑混凝土结构技术规程[S].

大底盘地下室 篇7

昆明医学院第一附属医院呈贡新区医院, 位于云南省昆明市呈贡新区, 医疗综合楼作为其建筑主体, 根据功能划分为门诊部、急诊部、医技部和住院部四个部分;该建筑整个地下室连为一体, 地下1层 (另含设备夹层) , 住院部 (高层部分) 地上13层, 门诊、医技、急诊部地上4层~5层 (多层部分) , 总建筑面积160 256 m2。建筑效果图如图1所示。

本工程结构设计使用年限为50年, 安全等级为二级, 抗震设防烈度为8度, 设计基本加速度值0.20g, 设计地震分组为第二组, 特征周期0.55 s[1]。本工程抗震设防类别为重点设防类 (乙类) [1], 地震作用按8度计算, 抗震措施满足9度的要求。

本工程自首层开始通过设置抗震缝将上部结构分为7个较为规则的抗侧力结构单元, 主群楼之间因建筑功能影响无法在地下室设置沉降缝, 因此整个大底盘建筑的基础形式如何确定, 如何减少主群楼之间的差异沉降便成为本工程基础设计的关键。

2 岩土工程条件

场地位于昆明呈贡新城行政中心东北侧, 属洪积台地地貌。场地原为一个浑圆低丘, 地形略有起伏, 最大相对高差9.26 m。根据地勘报告, 场地属于中软场地土, Ⅲ类场地, 勘察钻孔控制深度范围内, 按场地地基土成因类型、岩性与物理力学性质指标, 划分为5个单元层、16个亚层, 其间展布11个层间透镜体 (见表1) 。

3 基础选型

本工程±0.00相当于绝对标高1 925.30 m, 地下室基础埋深在-6.90 m~-7.60 m之间, 因上部结构楼层及荷载差异较大, 且多高层之间以纯地下室及下沉式花园衔接, 如果在多高层间设置沉降缝, 将大大影响建筑功能的使用, 因此在不设置沉降缝的情况下, 通过合理调整基础形式, 达到减小两部分之间的沉降差异以满足规范要求[2], 是基础设计的重点。结合上部结构布置, 荷载分布情况及土层情况, 高层部分采用桩基, 多层部分采用天然地基, 多层部分以④2层粘土及④3层粘土层作为基础持力层, 高层部分以⑤7层粉质粘土及⑤8层粉土作为高层部分的桩端持力层, 该两层土均为密实的中等压缩性土, 强度较高, 厚度较大, 是较为理想的桩端持力层。桩型选择高强混凝土预应力管桩, 桩长为35 m, 单桩竖向极限承载力标准值为3 800 k N。由于本场地地基不均匀, 桩基摩擦段及持力层、下卧层段夹较多的透镜状土体, 各土层空间分布、厚度变化较大, 容易导致不同部位同等长度的桩承载力存在较大差异, 各基桩沉降量存在较大差异, 因此为减小多高层间的沉降差异, 基础和桩基设计采取变刚度调平设计[3], 具体措施有:加大高层部分基础刚度, 选用厚板筏基, 底板厚度取为1 500 mm, 跨高比不小于1/5;对于高层部分应力较大部位及多高层衔接部位采取适当增加桩数等措施强化桩基刚度;多层部分基础适当弱化, 采用梁板式筏板基础;厚板与梁板筏基衔接部分通过逐步渐变式处理的方式 (见图2) , 减小因刚度变化引起的应力集中;在底板变化处设置沉降后浇带, 并要求待高层部分结构封顶后, 根据沉降实测值判断多高层基础的沉降是否稳定, 且沉降差满足要求后方可封闭;桩基设计时通过对上部结构—筏板基础 (承台) —桩—土共同工作进行分析。

4 沉降分析

基础分析选用PKPM系列的JCCAD软件, 按单向压缩分层总和法进行桩筏有限元计算, 计算时将多高层的基础、高层部分的桩基及下沉式花园处的独立基础建于同一个模型下, 筏板有限元的网格划分以结构构件 (墙、梁、板带) 的网格线及桩位为依据, 桩顶与筏板按铰接, 沉降计算经验系数取1.0。

准永久荷载下的基础沉降分布如图3所示, 呈现内大外小的形态, 多高层衔接部分沉降差也控制在规范要求的容许值内。

5 沉降观测数据分析

本工程的沉降观测期从2011年10月~2013年10月为期2年, 按照《建筑变形测量规范》[4]的要求, 沉降观测点布置于建筑物的角部、核心筒等荷载分布较大处, 特别是多高层衔接部分, 高层部分共布置了20个观测点, 多层部分共布置了55个观测点。

沉降观测数据表明 (见图4, 图5) :高层部分最大沉降出现在核心筒下, 整个高层部分的累计沉降值在19 mm~24 mm之间, 沉降差异较小, 多层部分整体沉降较为均匀, 累计沉降值在11 mm~14 mm之间。2013年4月~2013年10月高层部分的日均沉降量为0.02 mm, 多层部分的日均沉降量为0.01 mm, 已达到沉降稳定的要求。沉降观测数据表明, 基础的总沉降量及多高层间的差异沉降均满足规范[3]要求, 进一步验证了基础方案的合理性。

6 结语

大底盘建筑的基础连为一体时, 基础设计的关键是通过合理调整基础刚度, 达到减小多高层建筑间的沉降差异的目的。通过一系列设计手段, 以及充分的沉降分析, 确定了合理的基础方案, 并通过沉降观测数据得到了验证。

摘要：针对大底盘多塔建筑的高层与多层之间存在差异沉降的缺陷, 介绍了高层部分采用桩基础设计, 多层部分采用天然地基, 基础不设沉降缝的施工方法, 通过刚度调平设计及承台—桩—土共同作用分析等设计手段, 将主群楼之间的差异沉降控制在规范要求的范围内, 合理地解决了这一问题。

关键词：大底盘建筑,差异沉降,刚度调平设计,沉降分析及观测

参考文献

[1]GB 50011-2010, 建筑抗震设计规范[S].

[2]GB 50007-2011, 建筑地基基础设计规范[S].

[3]JGJ 94-2008, 建筑桩基技术规范[S].