10 合景大厦结构设计 - 西安建筑科技大学.ppt

合景大厦结构设计介绍李盛勇 陈晓航 广州容柏生建筑工程设计事务所 RBS Architecture Engineer Design Associates 一、工程概况 本工程建设场地位于广州市天河区珠江新城J1-6地块，其西侧为华厦路，南侧为华就路，南距珠江河流约500m，广州地铁三号线南北走向在场地西侧（华厦路）经过。用地面积约7260m2。主楼地上38层，屋顶标高为165.40m（未计向上延伸至198.00m的外墙构架）；地下室5层，埋深20.80m。总建筑面积为108000m2，其中地下28660 m2。地上五层以下为商业用途，五层以上均为办公用途。地下五层为停车库及设备用房，其中地下四、五层兼作五级人防地下室。 工程建设场地 各层层高：地下五层～地下三层均为3.5m，地下二层为4.3m，地下一层为6.1m；首层5.5m，二层～四层均为4.5m，五层～二十二层均为4.15m，二十三～二十五层均为4.6m，二十六～三十五层均为4.15m，三十六、三十七层均为8.2m。 裙房平面呈L形，长宽分别为60.00m、66.86m；六层以上平面为长方形，长宽比L/B=60.00/24.76＝2.42，不计裙房的高宽比H/B=(165.4-22.0)/24.76=5.79。基础埋深与建筑总高度比值:20.9/165.4=1/7.9。 本工程有如下特点： 竖向交通井位于平面的一侧，抗侧力构件的布置需均衡有效，避免扭转对结构的不利影响； 正立面形成两片稍为外凸的曲面幕墙，建筑要求框架柱沿曲面边缘布置，形成弧形柱；其中一片向上延伸至屋顶以上标高198.0m处，屋顶构架要承受较大大且风振复杂的风荷载，对主体结构有较大的影响； 地下室采用逆作法施工，结构配合基坑支护设计及逆作法的施工要求； 五层地下室很大的水浮力，采用预应力抗拔锚桩解决局部浮力过大的问题； 由于基础持力层较深，挖孔桩长度远超25m，要结合逆作法施工来考虑基础选型； 超高层钢结构体系的选择，包括钢管砼斜柱、大跨度梁、跨层支撑、偏轴支撑的分析。 二、安全等级及抗震设防 本工程设计基准期为50年，结构的设计使用年限为50年。建筑结构的安全等级为一级, 地基基础设计等级为甲级。 本工程的抗震设防类别为丙类建筑，本工程结构设计采用的抗震设防烈度和抗震构造措施均为7度。结构阻尼比为0.02。 三、风荷载 基本风压强度验算时按100年重现期W0=0.6kN/m2考虑，位移验算时按50年重现期W0=0.5kN/m2考虑，建筑物地面粗糙度类别为C类。 为配合南立面弧线的造型，本工程在屋面设有30m高的构架（主体幕墙向上延伸），形状复杂，受风力很大。根据《高钢规》JGJ99-98第4.2.4条，结构结构风载体型系数应由风洞试验确定（本工程拟采用模拟风洞试验方法）。初步设计阶段暂时按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001第7.3.1条取值，取Us=1.3。 对于屋顶构架，按《高钢规》JGJ99-98第4.2.6条，应计入鞭稍效应，其风振系数根据其作为独立体时的基本自振周期Tu与主体建筑的基本自振周期T1的比例来采用。 四、作用效应组合 根据《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98的规定，荷载效应与地震作用效应组合的设计值，应按下列公式确定： 1）? 无地震作用时 2）?有地震作用，按第一阶段设计时（多遇地震作用下的弹性分析，验算构件的承载力及结构的层间侧移；偶遇地震下的弹性分析，验算构件的承载力） 为考虑地震作用时的重力荷载代表值。 ? 3） 第二阶段抗震设计（罕遇地震下的弹塑性分析，验算结构的层间侧移和层间侧移延性比），当采用时程分析法验算时，不计入风荷载，其竖向荷载取重力荷载代表值。 五、结构体系 1）结构形式的确定 本项目结构形式通过实地调研、参考有关文献、经过充分比较、结合广州地区实际，并考虑建筑要求和业主的投资能力确定采用圆钢管混凝土柱框架－钢支撑结构体系。 2）结构方案的优化 结构方案控制原则：刚度、强度、舒适度、延性满足规范要求。小震作用下，主、次结构均要求处于弹性阶段，满足小震不坏的目标；中震作用下，主体结构基本处于弹性状态，无损坏或损坏程度小，次结构有一定程度损伤，但损伤程度为可修复，修复时不会对主体结构的稳定性和安全性造成很大影响；大震作用下，地震能量主要依靠次要构件耗散，少数抗侧力构件出现塑性铰，整体结构内力重分布，结构整体仍具有一定的抗侧刚度，继续工作。 设置部分偏心支撑，在支撑与柱之间或支撑与支撑之间形成耗能梁段。在大震作用下通过耗能梁段的弹塑性变形耗能，保证支撑不屈曲。 高出屋面的幕墙拟