多塔、有缝及错层结构的设计 编写：黄吉锋  中国建筑科学研究院软件所 * 目录 1 多塔结构 2 有“缝”结构 3 错层结构 4 顶部小塔楼  1.多塔结构 塔的概念，刚性板的概念 规范条文规定 计算模型 多塔交互定义 多塔结构：塔的概念，刚性楼板的概念 塔是工程概念 各塔独立计算风荷载，计算一个塔的风荷载时，就好像其余塔不存在 塔之间遮挡的考虑可以通过交互定义实现 位移、位移比分塔统计 剪重比分塔统计 偶然偏心地震的偏心距分塔考虑 多塔结构：塔的概念，刚性楼板的概念 多塔工程例：大底盘七塔之大底盘 多塔结构：塔的概念，刚性楼板的概念 多塔工程例：大底盘七塔之七塔 多塔结构：塔的概念，刚性楼板的概念 刚性楼板是力学概念 同一刚性楼板上的节点的面内位移满足同一个刚体运动场：   刚性楼板假定可以理解为对计算模型的降阶手段，从而提高计算效率 刚性楼板假定又可以理解为对工程中一类特定楼板的一种模拟，哪类特定楼板？----面内刚度足够大，面外刚度可忽略的楼板  多塔结构：塔的概念，刚性楼板的概念 综合以上：塔和刚性楼板在概念上是完全不同的两个东西，不应混淆。将塔与刚性楼板在头脑中默认为一个东西，是错误观念，殊不可取！ 详言之，在实际工程中,塔的构成可以这样表达：    1个塔 = N1 块刚性板 +           N2 块弹性板 +           N3 个孤立节点    这里，N1,N2,N3 取 0,1,2,3,… 多塔结构：塔的概念，刚性楼板的概念 刚性板1 刚性板2 弹性板区域 一 个 塔 可 以 这 样 来 构 成  多塔结构：规范规定 L D 0.2L D 0.2L D不宜大于0.2L，以控制扭转效应 多塔楼结构的平立面布置层数、平面、刚度   宜接近；塔楼对底盘宜对称；质心距 20%L。 多塔结构：规范规定 这三个楼层楼板宜加强 该层楼板厚度宜大于150mm 该层及以上楼层均不宜设置转换层 底盘屋面楼板板厚不低于150MM,相邻上下层楼板   构造加强。   转换层不宜做在底盘屋面上一层塔楼内  多塔结构：规范规定 粗红线标出了宜加强的部位 多塔楼之间裙房连接体的屋面梁、塔楼中与裙房   连接体相连的外围柱和剪力墙均宜加强  （提高构造配筋，做约束边缘构件） 多塔结构：计算模型 周期比控制的计算模型 建立多个单塔模型，分塔验算、控制。上部有强连接的多塔，尚应补充验算整体周期比 可以采用强制刚性楼板假定  位移比控制的计算模型  按整体模型建模计算并验算 可以采用强制刚性楼板假定 结构配筋设计的计算模型 1 （推荐） （适用于所有多塔类型） 整体建模分析、设计 楼板按照真实情况计算，不做强制刚性楼板假定 选取足够多的振型，使得有效质量系数超过90% 该模型理论上正确，设计基础方便  多塔结构：计算模型 多塔结构：计算模型 整体建模 整体分析设计 结构配筋设计的计算模型 2  （针对仅地下室相连，地上完全分开的多塔结构） 各塔地上部分单独建模，单独设计，嵌固点取在正   负零位置（2.0总是满足） 整体建模，设计地下室，传基础力。 各塔底层(地上一层)的设计结果，两种模型取保守。 该模型易于把握，设计上可行 多塔结构：计算模型 多塔结构：计算模型 地上部分各自建模分析设计 结构配筋设计的计算模型 3  （针对地上有裙楼、裙楼以上完全分开的多塔结构） 每塔建立一个计算模型，该模型包括塔本身、完整的   裙楼和完整的地下室，嵌固点取在基础顶面，该塔裙   楼以上部分及位于裙楼中的塔范围以内的部分可以采   用该分离模型设计。 整体建模分析，设计裙楼、地下室，传基础力。 差异较大的部分的设计结果，两种模型取保守。 该模型易于把握，设计上可行，但部分区域的  设计结果要比较取保守，较繁琐。 多塔结构：计算模型 多塔结构：计算模型 采用这样的分离模型设计各塔 多塔结构：图形交互定义 多塔结构需用户以围区方式定义； 如存在遮挡，可以定义遮挡面，以准确计算风荷载 刚性楼板信息由程序自动搜索，无需用户交互操作； 建议以最高的塔为一号塔，以下依次按高度排列。 多塔定义的合理性程序可以自动检查 多塔结构：图形交互定义 什么是合理的多塔定义？  完整性：结构的每一部分都有定义，不能遗漏  无矛盾：同一构件，不能既属于A塔又属于B塔  非空性：定义的塔范围的多边形内至少应包含   一个构件，不能为空 2.有“缝”结构 规范规定  有缝结构的特点  有缝结构的计算模型 有缝结构：规范规定 伸缩缝：《混凝土结构设计规范》max.book118.com，规定了排架结构，框架结构、剪力墙结构等的伸缩缝的最大间距。 沉降缝：《地基基础设计规范》规定了沉降缝的设置要求。 防震缝：《抗震设计规范》 max.book118.com，规定了防震缝设置要求。  有缝结构：特点 设缝结构可以看作一类特别的多塔结构，只不过塔之间的距离非常之小而已。  由于缝的宽度很小，导致缝隙面不是迎风面。需要定义遮挡面以准确计算风荷载。  有缝结构：特点 有缝结构：计算模型 各部分独立计算，建立多个计算模型  这种方法针对缝自顶到底将结构完全分开、只有基础相连的情况。	 计算风荷载时，程序把缝所在的面也作为迎风面，该方向的风荷载计算值偏大，为此可定义遮挡面。  各部分一起计算，建立一个整体计算模型  原则上各种设缝结构均可做整体计算 应把每个结构单元定义为独立的塔 参与振型取得足够多，使有效质量系数超过90% 定义遮挡面，准确计算风荷载 3.错层结构 错层结构的基本特征  计算模型 模型输入 错层信息生成 越层柱的计算长度系数 层刚度比 位移比和周期比 规范条文规定 错层结构：基本特征 同一楼层平面内，部分区域有楼板，部分区域没楼板 在没有楼板的区域内，往往形成大量越层构件 越层构件上的越层节点的位移不受楼板或梁的约束，可以自由变位  * 

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