多塔与连体高层结构设计与施工

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1、多塔与连体高层结构设计与施工湖南大学沈蒲生1一、基本知识1、多塔结构在一个不设永久性变形缝的底盘上，设置两个或两个以上塔楼的结构，称为多塔结构。因此，多塔结构的组成为：●一个大底盘；●两个或两个以上的塔楼。（1）多塔结构的组成2纽约世界贸易中心大楼3萨拉热窝多功能摩天楼深圳国企大厦4迪拜风中烛焰（2）多塔结构的分类按塔楼数量分类：可分为双塔、三塔、四塔等。其中以双塔结构使用最多。按结构布置分类：●双轴对称多塔结构；●单轴对称多塔结构；●不对称多塔结构。56双轴对称单轴对称不对称（3）工程应用纽约世界贸易中心，110层，417m，双塔。大连期货大厦，53层，241m，双塔

2、。厦门东方时代广场，32层，99.9m，3塔。杭州国际时代广场，30层，156.2m，4塔。深圳福田商城，39层，139m，5塔。更多实例见表1-1。7（4）受力特点在荷载和地震作用下，任何一部分的内力和变形都与其它部分有关。结构的内力与变形取决于下列因素：●塔楼的结构形式；●塔楼的对称性；●塔楼刚度与底盘刚度之比；●塔楼的间距。82、连体结构（1）连体结构的组成●两个或两个以上的塔楼；●一个或一个以上的连接体。连体结构可以有底盘，也可以没有底盘。9吉隆坡彼得纳斯大厦10厦门东方时代广场湖南省广播电视中心11中央电视台新楼北京当代MOMA工程12（2）连体结构的分类按塔

3、楼数量分类：可分为双塔连体、三塔连体、四塔连体等。其中以双塔连体结构使用最多。按结构布置分类：●双轴对称多塔结构；●单轴对称多塔结构；●不对称多塔结构。13（3）工程应用吉隆坡双子塔，88层，452m，最高连体。中央电视台新楼，51层，234m，斜塔悬连。北京当代MOMA工程，21层，66m，9塔连体。杭州市民中心大厦，26层，110m，6塔连体。青岛海尔时空飞碟，100m，主塔倾斜80度。更多工程实例见表1-2。14（4）受力特点比连体结构更加复杂。影响因素有：●塔楼的结构形式；●塔楼的对称性；●塔楼的间距；●连接体的数量、刚度和位置；●连接体与塔楼的连接方式；●有底

4、盘时，底盘层数、高度及楼面刚度；●竖向地震作用及风荷载的影响等。15二、多塔高层结构的动力特性及地震响应分析1、分析模型16串并联质点系层模型串并联质点系层模型17考虑底盘变形的串并联刚片系层模型分段连续化串并联组模型此外，还有应用最为广泛的三维空间动力分析模型。2、振动方程对于多自由度体系，无阻尼自由振动方程的基本形式为：183、双轴对称双塔结构特点：●有五种基本振型。19对称双塔结构的五种基本振型●在水平地震作用下，三种基本振型xL-xL、θL-θL、yL-θ的振型参与系数为零，即对内力和位移没有影响。●与单塔结构的受力性能相近。●以上结论对对称多塔结构具有适应性。

5、20[例1]与单塔结构比较例题21平面图底盘平面长115.2m，宽57.6m。塔楼平面轴线长28.8m，宽28.8m。22正立面图总共30层，裙房5层。设防烈度为7度，阻尼比0.05，二类场地土。其它条件见例3—3。23单塔结构平面图与立面图（1）振型比较24单塔结构前12阶振型双轴对称双塔结构前12阶振型（2）周期比较25振型单塔结构双塔结构周期平动系数（x+y）扭转系数周期平动系数（x+y）扭转系数13.49090.11+0.890.003.49220.00+1.000.0023.49030.89+0.110.003.48531.00+0.000.0033.2528

6、0.00+0.001.003.46290.00+0.970.0340.98050.12+0.870.003.31591.00+0.000.0050.98050.88+0.120.003.18020.00+0.030.9760.97640.00+0.001.003.16890.00+0.001.00（3）内力比较26单塔结构各楼层地震力对称双塔结构各楼层地震力27单塔各楼层剪力对称双塔各楼层剪力单塔各楼层弯矩对称双塔各楼层弯矩（4）位移比较28单塔各楼层位移对称双塔各楼层弯矩通过上述比较可见，双轴对称双塔结构的受力性能与相应的单塔结构相似。[例2]影响因素分析例题。（1）

7、塔楼间距影响29计算模型代号ST1ST2ST3ST4双塔间距（净距）/m14.428.843.257.6计算了以下四种情况：30计算模型代号第1平动周期/s第1扭转周期/s塔楼顶层地震力/kN底盘顶层地震力/kN结构底层剪力/kN结构底层弯矩/kN.m结构顶层位移/mm结构层间最大位移角ST13.49163.1851701.095025.7814497.71428865.672.021/845ST23.49223.1802701.295025.7914498.47429860.671.931/846ST33.48673.1772700.6