重庆朝天门滨江广场工程结构优化设计.pdf

建筑结构分会2006年年会学术会议论文2006年 重庆朝天门滨江广场工程结构优化设计 江欢成杜刚丁朝辉 (上海江敢成建筑设计有限公司，上海200041) 8米高的结构进行了优化设计。 提要江欢成设计事务所受业主委托对朝天门滨江广场工程三幢204 通过将高位厚板转换层改为粱式转换，将砼框支柱改为核芯钢管砼组合柱，墙肢尽量缩短等措施，获得 了根好的效果。同初步设计相比，节约砼2．2万矗．和原施工图相比，节约砼I．5万一，节约钢管760 吨。使结构的刚度变化更为合理，提高了可靠度水平。为建筑开洞和平面划分等提供方便。 关键词优化设计、竖向刚度、粱式转换结构、核心钢管砼组合柱 一、 刖蟊 朝天门滨江广场工程位于重庆市朝天门地 区，建筑面积27．6万平方米，其中三幢塔楼均 为53层，包括45层住宅，5层商用裙房及3层 地下室，结构总高度204．8米，剖面和平面如图 l、2所示。裙房为框架筒体结构，裙房以上架 空6米后转换为剪力墙简体结构。转换层的初 步设计是2．5m厚板，上部剪力墙很多，刚度 大，柱子直径为1．8m。下部裙房由防震缝分 开，成为三个独立的结构单元。 1999年12月19日本文作者之一江欢成应聘 参与本工程初步设计评审，提出了一些见解： 1． 高位转换是可以的，规范也没有强制性限 制，但条件是转换层上下刚度应较和顺地变 化，并且转换层的重量要尽可能减小。 2． 该初步设计的厚板转换层是不合适的，它 把巨大的质量放在高位。上部剪力墙太多，使 竺圭絮摹苎查大·结构刚度太大t在使用上也 图l：建筑翻面示意图。 。 受到许多限制。 扛欢成，男．193811出生．中国工程院院士 ·31． 建筑结构分会2006年年会学术会议论文2006年 3． 估计该工程作些改进，可节约l万m3混凝土以上。 圈2：滨江广场平面图 二、 对原结构设计的优化意见 对原设计单位所作的结构方案(见图3)，江所提出以下优化意见： 1．调整竖向构件的截面，使竖向刚度变化和顺。原设计结构平面布置较为均匀、东西 对称，对于竖向荷载的传递是合理的。但是，对于超高层结构，由于水平风荷载和地震作 用起控制作用，结构布置仅满足平面的均匀对称是不够的，从竖向来看，原设计上部结构 刚度偏大，转换层上下刚度比约2．6：1．大于规范规定的“不应大于2”的要求，突变明 显：并且由此造成结构自重大，住宅部分达到约2T／m2，不利于抗震，这是它主要的不合 理之处。 圈，·琢设计转换层上下结构布置 圈4：优化设计转换层上下结构布置 ·32· 建筑结构分会2006年年会学木会议论文2006年 优化措施是： ①将核芯筒内的墙体减薄。芯筒的内墙对抗侧刚度贡献较小，主要承受竖向荷载， 而它所支承的面积很小，主要是支承墙体本身的重量。可以减薄。原设计芯筒内墙厚度为 300，250，200ram不等，优化设计全部改为200mm。 ②减少和缩短剪力墙。上部结构过多的剪力墙不仅使得结构刚度突变太大，重量增 大．而且给转换层结构布置造成影响，并使建筑设计受到较大的限制。优化设计将剪力墙 长度一般控帝4在大于8倍墙厚而小于8米，对小墙肢视作剪力墙的翼缘处理，尽量避免小 墙肢和异型柱及长剪力墙的不利于抗震情况，剪力墙的平均轴压比控制在0．6左右，使之 具有较好的延性。 经调整后，竖向刚度变化趋于和缓合理．按规范公式计算，转换层上下刚度比为 1．4：l，上下刚度变化均匀．变形没有明显突变(见图6)。在规范中，框支结构的上下层 刚辱比的计算t采用了一个比较简单的公式，=酱×岳进行计算·本姒层刚度 的含义出发，对上下层刚度比作了进一步探索，计算如下： ， 上部结构的刚度．剪力墙