轉載自建築結構《某345m超高層建築結構轉換柱設計研究》作者 :宋濤炸, 馮 遠, 何建波, 肖克艱, 馮中偉, 李影軍, 廖作霞, 許利文
[摘要] 介紹某建築而度約345m的超高層建築外立面收進結構的實現方法。對于三種實現方式的轉換柱(斜柱、楔形柱、矩形搭接柱)及轉換區樓面梁和剪力牆的受力進行了比較分析,重點介紹了轉換區構件的傳力路徑、應力、變形、損傷等力學特征,井考察了不同形式轉換柱對結構整體性能的影響.分析結果表明,轉換區局部樓層剛度的變化對整體結構影響不大,但轉換柱截面尺寸對層間受剪承載力的影響較大,同時會導緻轉換區框架承擔的剪力比例高于普通樓層。最後針對轉換區核心筒牆體在重力和地震荷載作用下在水平方向均存在較大拉力的情況,采取了特别的結構加強措施以抵消對核心筒牆體受力的不利影響。
關鍵詞] 超限高層建築:斜柱轉換;楔形柱轉換;矩形搭接柱轉換
1 工程概況某項日位于貴州省貴陽市,是集五星級酒店、甲級辦公樓、劇院、博物館、圖書館、大型室外商業街、百貨及單體商業于一體的城市綜合體。 場地東西長約 740m,南北寬約 300m,用地面積為 11.23 萬m2, 總建築面積約 86.83 萬m2,建築效果圖如圖 1 所示。 場地内兩棟超商層建築分别為辦公和酒店塔 樓,位于場地西側,其建築高度和結構體系基本類似。 本文針對辦公塔樓進行介紹,其建築功能主要 為商業和辦公。
該超高層建築地上 71 層,地下 5 層,建築高度345m(含塔樓尖頂),單棟建築面積約 16. 9 萬m2 . 1 -5 層為商業區域,層高均為6. 0m; 6,21, 37,53 層為避難層兼做設備層,層高 5.4m; 69-71 層為設備層,層高 5. 1m; 辦公标準層(7 ~ 68 層,避難層除外)層高4. 15m; 結構竊度 313.450m; 地下室層高 5.0-6. 0m,總高度為27m。
結構設計使用年限為50 年,建築抗震設防分類 為重點設防類(乙類),抗震設防烈度為 6 度(0 .05g) ,設計地震分組為第 一組,場地類别為 II類,特征周期Tg = 0. 35s。 基本風壓 w0=0.30kN/m2,地面粗糙度類别為C類[1-2]
圖1 建築效果圖
2結構體系該超商層建築采用鋼筋混凝土框架-核心筒結構體系,為了減小柱和牆的截面尺寸,在下部樓層采用了鋼管混凝土疊合柱 和鋼管混凝土剪力牆。 主體 結構平面呈正方形, 建築體型沿高度有四次收進,平 面尺寸由60mx 60m逐階收進至36mx36m,核心筒 平面尺寸22.9mx22. 8m,外框柱之間的軸線距離5. 0m,塔樓 豎向高寬比6.4,簡體豎向高寬比14.3,辦公标準層平面布僅如圖2所示。
核心筒外牆厚度從底部1450mm均勻變化為頂部的350mm,19層樓而以下剪力牆内設胃鋼管(鋼管截而由直徑900X32均勻變化為直徑600X 22),形成鋼管混凝土剪力牆以減小牆體厚度并提高牆體延性。核心筒内牆厚度由底部400mm均勻變化為頂部200mm。52層及以下核心筒混凝土強度等級為C60,52層以上為C50。外圍框架柱在40層樓面以下采用鋼管混凝土疊合柱,最大截面為1100mmX1700mm(疊合柱内鋼管截而為700mmX36mm)。40層樓面以上框架柱采用普通鋼筋混凝土柱,并在鋼管混凝土疊合柱和普通鋼筋混凝土柱之間設置芯柱過渡(芯柱截而為中620)。
3 外框架柱轉換設計由于立面造型需要,該項目的顯著特點為沿建
築高度有四次收進,收進位及尺度分别為:第一階(13層)單邊收進2. 99m;第二階(38層)單邊收進2. 85m;第三階(65層)單邊收進2. 5m;第四階(69層)單邊收進4. Im,建築剖面和整體計算模型如圖3所示。外框架柱豎向定位随建築外觀尺寸而收進(圖 4),因此需要對外框架柱進行轉換。
分析發現,低層位置轉換的框架柱具有豎向荷載大、轉換距離小的特點,傳統梁式轉換已不适合。由于建築使用功能需要,由于轉換的樓層數不允許超過4層,轉換柱的斜度或範圍也因此被限定。為了有效傳遞豎向力并滿足建築造型和空間需求,适
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注:以上文章轉載自建築結構《某345m超高層建築結構轉換柱設計研究》作者 :宋濤炸, 馮 遠, 何建波, 肖克艱, 馮中偉, 李影軍, 廖作霞, 許利文,僅用于學習分享,如涉及侵權,請聯系删除!
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