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转载自建筑结构《某345m超高层建筑结构转换柱设计研究》作者 :宋涛炸, 冯 远, 何建波, 肖克艰, 冯中伟, 李影军, 廖作霞, 许利文


[摘要] 介绍某建筑而度约345m的超高层建筑外立面收进结构的实现方法。对于三种实现方式的转换柱(斜柱、楔形柱、矩形搭接柱)及转换区楼面梁和剪力墙的受力进行了比较分析,重点介绍了转换区构件的传力路径、应力、变形、损伤等力学特征,井考察了不同形式转换柱对结构整体性能的影响.分析结果表明,转换区局部楼层刚度的变化对整体结构影响不大,但转换柱截面尺寸对层间受剪承载力的影响较大,同时会导致转换区框架承担的剪力比例高于普通楼层。最后针对转换区核心筒墙体在重力和地震荷载作用下在水平方向均存在较大拉力的情况,采取了特别的结构加强措施以抵消对核心筒墙体受力的不利影响。

关键词] 超限高层建筑:斜柱转换;楔形柱转换;矩形搭接柱转换

1 工程概况

某项日位于贵州省贵阳市,是集五星级酒店、甲级办公楼、剧院、博物馆、图书馆、大型室外商业街、百货及单体商业于一体的城市综合体。 场地东西长约 740m,南北宽约 300m,用地面积为 11.23 万m2, 总建筑面积约 86.83 万m2,建筑效果图如图 1 所示。 场地内两栋超商层建筑分别为办公和酒店塔 楼,位于场地西侧,其建筑高度和结构体系基本类似。 本文针对办公塔楼进行介绍,其建筑功能主要 为商业和办公。

该超高层建筑地上 71 层,地下 5 层,建筑高度345m(含塔楼尖顶),单栋建筑面积约 16. 9 万m2 . 1 -5 层为商业区域,层高均为6. 0m; 6,21, 37,53 层为避难层兼做设备层,层高 5.4m; 69-71 层为设备层,层高 5. 1m; 办公标准层(7 ~ 68 层,避难层除外)层高4. 15m; 结构窃度 313.450m; 地下室层高 5.0-6. 0m,总高度为27m。

结构设计使用年限为50 年,建筑抗震设防分类 为重点设防类(乙类),抗震设防烈度为 6 度(0 .05g) ,设计地震分组为第 一组,场地类别为 II类,特征周期Tg = 0. 35s。 基本风压 w0=0.30kN/m2,地面粗糙度类别为C类[1-2]

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图1 建筑效果图

2结构体系

该超商层建筑采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,为了减小柱和墙的截面尺寸,在下部楼层采用了钢管混凝土叠合柱 和钢管混凝土剪力墙。 主体 结构平面呈正方形, 建筑体型沿高度有四次收进,平 面尺寸由60mx 60m逐阶收进至36mx36m,核心筒 平面尺寸22.9mx22. 8m,外框柱之间的轴线距离5. 0m,塔楼 竖向高宽比6.4,简体竖向高宽比14.3,办公标准层平面布仅如图2所示。

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核心筒外墙厚度从底部1450mm均匀变化为顶部的350mm,19层楼而以下剪力墙内设胃钢管(钢管截而由直径900X32均匀变化为直径600X 22),形成钢管混凝土剪力墙以减小墙体厚度并提高墙体延性。核心筒内墙厚度由底部400mm均匀变化为顶部200mm。52层及以下核心筒混凝土强度等级为C60,52层以上为C50。外围框架柱在40层楼面以下采用钢管混凝土叠合柱,最大截面为1100mmX1700mm(叠合柱内钢管截而为700mmX36mm)。40层楼面以上框架柱采用普通钢筋混凝土柱,并在钢管混凝土叠合柱和普通钢筋混凝土柱之间设置芯柱过渡(芯柱截而为中620)。

3 外框架柱转换设计

由于立面造型需要,该项目的显著特点为沿建

筑高度有四次收进,收进位及尺度分别为:第一阶(13层)单边收进2. 99m;第二阶(38层)单边收进2. 85m;第三阶(65层)单边收进2. 5m;第四阶(69层)单边收进4. Im,建筑剖面和整体计算模型如图3所示。外框架柱竖向定位随建筑外观尺寸而收进(图 4),因此需要对外框架柱进行转换。

分析发现,低层位置转换的框架柱具有竖向荷载大、转换距离小的特点,传统梁式转换已不适合。由于建筑使用功能需要,由于转换的楼层数不允许超过4层,转换柱的斜度或范围也因此被限定。为了有效传递竖向力并满足建筑造型和空间需求,适

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参考文献:

[ I]高层建筑混凝土结构技术规程:JGJ 3一 2010 [S]. 北京:中国建筑工业出版社 , 2011.

[2] 建筑抗震设计规范:GB 50011— 2010[S].北京·中国建筑工业出版社 , 2010.

[3] 傅学怡,雷康儿,杨想兵, 等. 福建兴业银行大厦搭接柱 转换结构研究应用 [J] 建筑结构 , 2003.33(12) :8-12. .

[4] 彭宁 , 温四沾 ,张志刚.等.长江传媒大厦主楼结构设计[J].建筑结构 , 2014,44(10):7-14.

[4] 齐建伟 , 郝贵强,杜水山,等.河北开元环球中心超店压 结构设计[J]. 建筑结构 , 2010,40(12):74-79.

[6] 朱莹, 张峰, 袁雅光. 国家电网办公楼结构设计[J]. 建筑结构, 2013(S1):172-175.

[7] 徐培福. 复杂高层建筑结构设计[M]. 中国建筑工业出版社, 2005.

[8] 李亚娥, 王邓峮, 于法桥,等. 搭接柱转换层结构的静力有限元分析[J]. 甘肃科学学报, 2010, 22(1):4.

[9] 王立伟. 超高层中搭接墙转换结构的实用设计方法研究[J]. 建筑结构, 2011(S1):5.

[10]混凝土结构设计规范:CB 50010一2010[S] . 2015年版北京:中因建筑工业出版社, 2015.


注:以上文章转载自建筑结构《某345m超高层建筑结构转换柱设计研究》作者 :宋涛炸, 冯 远, 何建波, 肖克艰, 冯中伟, 李影军, 廖作霞, 许利文,仅用于学习分享,如涉及侵权,请联系删除!

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