大底盘多塔楼高层建筑结构的设计分析

首先对大底盘多塔楼高层建筑结构体系进行整理。在此基础上,针对结构体系并结合大底盘多塔楼高层建筑结构的工程实例,从结构重点关键部位的应力分析和结构设计的构造处理等进行分析,以便得出一些对设计有实际指导意义的结论。     

浅谈建筑结构的设计在大底盘多塔楼高层建筑的应用

目前我们在城市规划建设的过程中，其城市建筑的结构形式也逐渐的多样化和个性化，这不仅很好的满足了现代化城市经济发展建设的相关要求，还为了人们提供了一个良好的生活环境。而近年来，在我国建筑工程施工中，大底盘多塔楼高层建筑由于其自身的稳定性较强、可以很好的满足现代化建筑个性设计的要求，因此得到了人们的广泛应用。但是，在实际设计的过程中，这种类型的高层建筑结构在设计施工的过程中，因为自身的建筑结构比较复杂，所以让人们在对其进行设计得到过程中存在着许多的问题。为此我们就需要采用相应的技术手段来对其进行处理，从而使得建筑结构的性能得到保障。本文通过对大底盘多塔楼高层建筑的特点和类型进行简要的介绍，讨论了大底盘多塔楼高层建筑结构设计的相关内容。     

大底盘多塔楼建筑结构设计体会

大底盘多塔楼建筑的结构振动特性、受力性能、破坏形式、分析模型及计算方法要比一般高层建筑复杂得多。本文对结构设计中应引起重视的问题进行了探讨。     

地铁上盖结构隔震效果研究

为了深入研究地铁上盖结构隔震效果,建立了大底盘-多塔楼双自由简化模型,考察质量比和周期比对结构动力特性以及对塔楼和底盘地震作用的影响规律。采用ETABS软件建立了地铁上盖精细模型,研究塔楼高度、塔楼数量、隔震层刚度及粘滞阻尼器等对结构动力特性、塔楼和底盘减震效果的影响。双自由度简化模型分析结果表明,在隔震塔楼与大底盘常见的周期比范围内,塔楼的剪重比与塔楼质量关系不大,大底盘的剪重比随着塔楼质量增大略有减小。大底盘-多塔楼隔震结构精细模型分析结果表明,地震惯性力沿塔楼高度分布均匀,建筑高度对地震作用影响很小,大底盘的地震作用随塔楼高度增大总体上略有增大。随着塔楼数量增加,塔楼的减震效果略有下降,大底盘的地震作用小于非隔震结构。隔震层刚度增大时,塔楼地震作用增大,大底盘地震作用减小。隔震设置粘滞阻尼器后,地震力沿塔楼高度的分布规律发生明显改变,塔楼底部的地震作用减小,顶部的地震作用显著放大;设置粘滞阻尼器可以有效降低大底盘的地震作用。     

大底盘三塔楼高层建筑结构设计

文中分析了大底盘三塔楼结构体系在地震作用下，其上下部共同工作情况及结构的自振特性，可供大底盘多塔楼结构抗震设计时参考。     

多栋楼大底盘结构计算分析

随着经济的发展,住宅建筑逐渐转向小区式发展,通常整个小区为多栋高层或小高层建筑,在地下通过一层或两层地下车库连为整体构成大底盘结构,这种结构形式不属于大底盘多塔楼结构,但是比一般高层建筑结构要复杂。文章以具体工程为例,对这类结构设计的几个关键问题做了研究和分析：结构缝的设置、结构计算模型的建立和计算结果分析、大底盘地下室结构设计等,得出相关结论：多栋楼大底盘结构的高层住宅小区结构设计时,首先应结合建筑功能分区合理设置结构缝和确定结构嵌固端,使结构布置更加合理,有利于抗震。其次,要建立合理的计算模型进行结构计算分析,通常采用采用整体和分散两种计算模型进行包络设计,取最不利的结果。大底盘地下室结构设计时,应重点解决高层主楼与地下车库之间的沉降差异、地下车库的抗浮等问题。解决了大底盘地下车库高层住宅小区结构设计中的几个重要的技术问题,可为以后同类型结构的设计提供参考。     

非对称多塔结构在水平地震作用下的反应

大底盘非对称结构的受力情况比对称结构更为复杂,文章分析了在水平地震作用下大底盘非对称多塔楼结构协同计算与各单塔独立计算时的地震反应,并指出多塔楼协同计算时,应选取足够数量的振型数才能使高阶振型中对地震反应起一定作用的振型考虑进去,以满足结构设计精度的要求。     

地铁上盖层间隔震建筑设计研究

层间隔震技术是提升地铁上盖结构抗震性能的有效措施。为识别影响该类结构关键设计指标的控制因素,从而指导该类结构的精细设计,依托一大底盘-双塔楼地铁上盖层间隔震工程案例,考虑了3种塔楼方案和4种隔震层方案,设计了12个分析案例。基于精细模型分析了塔楼、隔震层和大底盘相对刚度比和隔震层屈重比对9个关键设计指标的影响规律,包括塔楼和大底盘的中震减震系数、大震最大层间位移角和楼面绝对加速度,以及隔震层的大震位移、极大面压和极小面压,识别了影响各设计指标的关键影响因素。结果表明:对于塔楼,减震系数和楼面最大绝对加速度的控制因素是隔震层刚度和屈重比,减小两者可以取得更好的控制效果,增大塔楼刚度也会存在一定的控制效果,但相对有限;增大塔楼刚度和减小隔震层刚度及屈重比可以一定程度控制塔楼最大层间位移角,当两者达到一定程度后控制效果均趋于稳定。对于大底盘,塔楼和隔震层对其设计指标影响相对较小。对于隔震层,隔震层刚度及屈重比是大震隔震层位移的主要控制因素,其减小会显著增大该位移;塔楼刚度是极大面压的控制性因素,刚度的增大会带来重力的增大,从而带来极大面压的增大;增大塔楼刚度和减小隔震层刚度均可显著控制支座中的拉应力,其中塔楼刚度的增大效果更为突出。该研究的相关成果可为地铁上盖层间隔震建筑的抗震性能控制和设计提供参考。     

不同缩进比例的大底盘单塔楼结构隔震性能研究

大底盘单塔楼隔震结构的研究中,尚缺乏缩进比例对隔震性能的影响规律研究。确定了塔楼缩进比例为1∶3的大底盘单塔楼模型,制作安装了基础隔震、层间隔震和抗震这三种结构模型并进行单向振动台试验,通过对比振动台试验和数值模拟结果,验证了数值模拟的准确性,据此建立了塔楼缩进比例分别为1∶1.5、1∶2、1∶2.5和1∶3这四种模型并进行数值分析,结果表明:与抗震结构相比,基础隔震各楼层加速度放大系数随楼层数增加略微增大,顶层放大较为明显,但总体反应接近平动;层间隔震的塔楼加速度反应近乎平动,但底盘的加速度放大系数却比抗震模型大,且随着楼层数的增加而增大;基础隔震各层层间位移减震效果显著,而层间隔震底盘楼层减震效果差,两者底盘响应差异性较大。进一步分析得到,随着缩进比例的增大,三种结构形式的加速度放大系数均有增大的趋势,其中基础隔震与层间隔震模型的增幅较小,而抗震模型的增幅较大。研究结果可为大底盘单塔楼隔震方案的选择和隔震设计提供参考。     

大义盘多塔楼结构的二阶分析

本文用沿高度方向分段连续化的方法，对底为大底盘，上部为多塔楼的高层建筑考虑竖向荷载在侧向位移下所产生的二阶效应的影响，建立了一个分段连续的串并联模型，导出其二阶分析的基本平衡微分方程，用常微分方程求解器求其位移和内力。     

多塔楼高层结构振动特性与抗震设计

本文以较常见的双塔楼结构为例,探讨了多塔楼高层建筑结构的自振特性。对于对称的双塔楼结构,地震作用和作用效应（包括内力和变形）与沿其对称轴分开按单塔结构计算的结果一致。本文同时探讨了计算多塔楼高层结构地震作用效应时振型组合数的选取方法。     

不对称联体塔的结构分析

本文用采用多个赐性平面块假定的静动分析模型一致的方法，结合一实际工程，对大底盘上有不对称联体塔楼的结构计算方法及其结构进行了分析和讨论。     

长周期地震动作用下高层隔震结构减震性能试验研究

近、远场长周期地震动中的长周期和近场脉冲特性的存在,可能导致长周期的高层隔震结构产生隔震层位移放大效应。通过振动台试验分析与验证其对长周期的高层隔震结构减震性能带来的不利影响,首先分析近、远场长周期地震动的反应谱特性;接着设计制作一个具有典型工程意义的大底盘单塔楼缩尺模型,进行有限元分析与振动台试验,探讨长周期地震动对楼层加速度、层间位移和隔震层位移等减震性能的影响;最后针对可能出现的隔震层位移超限问题,提出在隔震层增设黏滞阻尼器组成的复合减隔震体系,分析验证其减震和限位保护效果。结果表明:远场长周期地震动下隔震结构的响应明显大于普通周期地震动;近场脉冲长周期地震动作用下结构减震效果较差,隔震层位移明显大于位移容许值;复合减隔震体系有效地控制了隔震层的最大位移,降低了大底盘的加速度和层间位移响应,同时对上部塔楼也具有较好的减震效果。     

近断层地震动作用下大底盘单塔楼隔震结构振动台试验研究

近断层地震动具有长周期、短持时、高能量的速度脉冲,可能导致长周期的大底盘上塔楼隔震结构产生隔震层位移放大效应。通过振动台试验分析与验证其对长周期的大底盘上塔楼隔震建筑减震性能带来的不利影响。首先讨论近断层地震动的运动特征,然后设计一个水平向缩进尺寸比例为1∶3的大底盘单塔楼钢框架模型,分别组装为层间隔震、基础隔震和抗震等三种试验模型,以近断层地震动与远场地震动为激励输入,进行单向振动台试验。探讨近断层地震动长周期的速度脉冲对隔震结构层间位移、楼层加速度、隔震层变形等减震性能的影响,分析与验证近断层地区隔震结构采用考虑近场影响系数设计方法的适用性。结果表明:在近断层地震动作用下大底盘单塔楼隔震结构的层间位移、楼层加速度等动力反应均明显大于在远场地震动作用下的相应值,增大为远场地震动的1.5~2倍,且层间位移与楼层加速度等减震效果相比远场地震动变差;不同隔震形式下的隔震支座变形均达到远场地震动的1.5倍以上,近断层地区隔震结构设计应考虑长周期速度脉冲对减震性能的不利影响。     

高层建筑群共用大底盘地下室结构设计

地下室结构作为建筑物的基础,对建筑物的使用与安全都起着至关重要的作用,而随着建筑物朝着高层、超高层的逐步发展,大底盘地下室结构的设计也开始大量被应用于各类高层建筑之中。同时,大底盘地下室结构占建筑工程的造价比重也开始越来越大,因此,在对高层建筑群共用大底盘地下室的结构进行设计时,必须综合考虑到安全性、合理性、经济性等各因素。本文通过对大底盘地下室结构设计关键点以及设计实例进行简单论述。     

大底盘大孔口高层建筑结构考虑地基变形时的计算

本文用沿高度方向分段连续的方法，对置性地基上的大盘大孔口高层建筑结构建立了在水平荷载作用下的平衡微分方程组，用常微分方程求解器求解其位移和内力。为大底盘大孔口高层建筑结构考虑上部结构与基础和地基的共同作用提供了一种简化算法。     

大底盘大孔口高层建筑结构的整体稳定计算

本文用沿高度方向分段连续化的方法，对底部大底盘、上部开有贯穿大孔口的高层建筑结构，建立了整体的稳定方程，用常微分方程求解器ＣＯＬＳＹＳ求解，讨论了孔口不同位置不同大小时临界荷载的变化规律，为这种复杂的高层建筑结构的整体稳定计算，提供了一种简化算法。     

大底盘双塔复杂高层建筑结构设计

随着社会的发展与进步，重视高层建筑结构设计具有重要的意义。本文主要简单论述大底盘双塔复杂高层建筑结构设计的有关内容。     

大底盘大孔口高层建筑结构的二阶分析

用沿高度方向分段连续化方法，对底部大底盘，上部开有大孔口的高层建筑结构，考虑竖向载荷在侧向位移下所产生的二阶效应的的影响，建立了二阶分析的基本微分方程，用常微分方程求解器ＣＯＬＹＳＹＳ求解基位移和内力，为这种复杂的高层建筑结构的二阶分析问题，提供了一种简化算法。     

远场类谐和地震动下大底盘单塔楼隔震结构振动台试验研究

远场类谐和地震动具有长持时、低频成份丰富等特征,后期振动阶段产生多个循环脉冲,类似谐和振动,需分析与验证其对隔震建筑等长周期结构抗震性能带来的不利影响。讨论远场类谐和地震动峰值比、持时及反应谱特性;设计一个大底盘单塔楼钢框架结构,分别组装为抗震、基础隔震和层间隔震等三种试验模型,以普通地震动与远场类谐和地震动为激励输入,进行单向振动台试验与数值模拟,探讨地震波中的长周期成份与类谐和成份对隔震结构层间位移、楼层加速度、隔震层变形等减震性能的影响,分析塔楼水平向缩进尺寸比例为1∶1. 5,1∶2,1∶2. 5和1∶3等条件下隔震结构的振动特性。结果表明:远场类谐和地震动作用下的抗震、层间隔震与基础隔震模型的楼层动力响应为普通地震动下结构响应的2～3倍,隔震结构的减震性能也明显劣于普通地震动下的减震性能,隔震层在远场类谐和地震动下的最大变形为普通地震动的3～4倍,易导致隔震支座变形过大而产生破坏;不同的塔楼水平向缩进尺寸比例对隔震结构振动特性并无明显影响。