屈曲约束支撑在腾讯滨海大厦中的应用
腾讯大厦超限高层的结构设计及施工处理

腾讯大厦超限高层的结构设计及施工处理
侯小美;宋宝东;施永芒
【期刊名称】《结构工程师》
【年(卷),期】2008(024)005
【摘要】腾讯大厦是深圳地区结构较复杂的超限高层,集商业、办公楼于一体的大型建筑.文章针对腾讯大厦较有特色的结构设计,重点介绍了承台柱帽无梁筏板、型钢混凝土组合柱、斜腹杆转换桁架、跨多层通高柱的屈曲分析四个重要部分的设计方法和需要考虑的问题.
【总页数】5页(P5-9)
【作者】侯小美;宋宝东;施永芒
【作者单位】中建国际(深圳)设计顾问有限公司,深圳,518033;中建国际(深圳)设计顾问有限公司,深圳,518033;中建国际(深圳)设计顾问有限公司,深圳,518033
【正文语种】中文
【中图分类】TU3
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屈曲约束耗能支撑结构的原理以及在复杂高层中的应用

屈曲约束耗能支撑结构的原理以及在复杂高层中的应用支撑是一种最为经济的抗侧力构件,它既能提高结构的刚度和承载力,又不影响建筑采光以及内部空间的分割,且施工方便。
传统的带支撑框架有中心支撑框架CBF(Concentrically Braced Frame)和偏心支撑框架EBF(Eccentrically Braced Frame)。
中震和强震时,CBF中的支撑会受压屈曲和受拉屈服,而屈曲会使受压承载力降低,从而限制了支撑作为抗侧力构件的耗能能力,因而大多数抗震规范都对中心支撑的抗震承载力进行调低。
EBF通过偏心梁段的屈服从而限制支撑的屈曲,可使结构具有较好的耗能性能。
但是偏心梁段屈服,地震后结构修复较为困难,且支撑的刚度得不到完全发挥。
由于支撑屈曲不利于能量耗散,因此相对于传统CBF提出了一种新的可以避免支撑屈曲的体系,称为屈曲约束支撑钢框架BRBF(Buckling Restrained Braced Frame),屈曲约束耗能支撑(Buckling-restrained Brace)由芯材,外套筒以及套筒内无粘结材料组成。
虽然BRB形式多样,但原理基本相似,利用刚度较大的外套筒拟制中心芯板的屈曲。
支撑的中心是芯材(Steel Core),为避免芯材受压时整体屈曲,即在受拉和受压时都能达到屈服,芯材被置于一个钢套管(Steel Tube)内,然后在套管内灌注填充材料,该填充材料具有一定的强度,又有较好的密实性,且耐久性优越。
为减小或消除芯材受轴力时传给填充材料的力,而且由于泊松效应,芯材在受压情况下会膨胀,因此在芯材和砂浆之间设有一层无粘结材料或非常狭小的空气层(Gap)。
屈曲约束耗能支撑在日本应用较多,在美国、加拿大和我国台湾地区也有使用,我国大陆地区也在推广这种支撑体系,并且在北京、上海、西安等在建建筑中已经开始使用。
屈曲约束耗能支撑的发明解决了普通钢支撑的失稳破坏的问题,使钢结构支撑在受拉和受压时候性能一致,从而大大提高了钢材的利用率。
屈曲约束支撑在建筑改造工程中的应用

以成 都 东 区音 乐 公 园原有 3 ( 2改 造 加 固为 例 , 2楼 图 )
该 建筑 属 于 原成 都 红 光 电子 厂 , 建 于 1 7 修 9 4年 , 用 预 制 采
槽 板 +花 篮 梁 结 构 , 框 架 柱 与 梁铰 接 , 边 中柱 为 刚 接 的 装
1 屈 曲约 束 支 撑 的组 成
屈 曲约束 支 撑是 由芯 板材 料 、套 管及 无 粘 结填 充材 料
组成 ( 1 。其 中芯 板 为屈 服 钢 或碳 钢 , 管为 钢 制套 管 , 图 ) 套
撑 刚度 、 强度 易控 制 , 国外 工程 应 用较 广 泛 , 国 内 工程 在 而 应 用较 少 , 支撑 的制作 和 施 工 比较 少 见 , 乏 相 应 的 经验 , 缺
1 22 面 4 1 0・B 血g 4 l2 1
收 稿 日期 :2 1- 2 2 0 11—8
6 , 面积 16417m。 . m 建筑 9 1 . 由于新 的功 能要 求 , 5 需对 3 2 楼 进行 结构 改 造 , 固 、 加 提高 抗 震等 级 。 由于 框架 结 构抗 侧
刚度有限, 原方案拟采用剪力墙进行结构抗震加 固, 由于 但
屈 曲约束支撑在建筑 改造工程 中的应 用
Pr ci ea d Ap i ai n O c i g Re ta n d Br c st a tc n plc to fBu kln sr i e a e o
K enoVat on ngl 1 一 l ’ E 1 一 ● neen● ng
陈 国
王 家华
董 欢欢
中建三 局 建设 工程 股份 有 限公 司成 都分 公 司 6 04 10 1 摘 要 : 老 旧建筑 改造 加 固中采用 屈 曲约束 支撑 ,既能够 满 足结 构 的各项 控制 指 标 ,又能 够满 足 相关 规范 及功 能 的要求 。 在 因其具 有 的施 工可 行性 ,对建 筑 内部 的原 有结 构 以及 工作 人员 的施 工影 响最 小 ,在 改 造加 固中节 约 了工 期 和材 料 ,所 以 屈 曲约 束支 撑技 术在 加 固改造 工程 中 的应 用将 成为 一种新 的趋 势 ,具有 极大 的社会 效应 和应 用前 景 。 关键 词 : 曲约束 支撑 改造 加固 工期 材料 老 旧建筑 屈 中 图分类 号 : U 4 . T 763 , 文献标 识码 B 【 章编 号 】10 —0 12 1 )20 4— 3 文 04 10 (020 — 14 0
TJ型屈曲约束支撑在国内的工程应用

更容易满足建筑的美观要求。
图 18 天津西站站房鸟瞰图
5 TJ 型屈曲约束支撑在结构抗震加固工程中的应用 5.1 上海恒丰中学加固工程
上海市恒丰中学教学楼建于十多年前,为混凝土框架结 构体系,外立面如图 19 所示。由于学校规模的发展,现有
20 We learn we go
的教室数量已不满足需求,因而需要在现有 5 层的基础上再 增加一层。汶川地震后,要求学校教学楼建筑应提高安全等 级。根据该要求,恒丰中学教学楼抗震设防烈度由 7 度 (0.10g)提高至 7 度(0.15g),框架抗震等级提高至二级。 采用屈曲约束支撑抗震加固后提高了结构的抗侧刚度、承载 力和结构耗能能力,且缩短了工期,节约了加固成本。使结 构满足了提高一级抗震设防等级的要求。屈曲约束支撑现场 安装照片如图 20 所示。
Building Structure
产品与技术
图 6 山西省中医学院模型
图 7 山西省图书馆
2.2 嘉和嘉事物流立体仓库
嘉和嘉事物流立体仓库(图 8)位于北京,平面为 L 形,
采用钢框架结构,通过设置 TJ 型屈曲约束支撑达到两个目
的:1)增大结构的抗侧刚度和耗能能力,减少主体钢结构
用量;2)增强结构的抗扭刚度,满足扭转位移比以及扭转
上海世博中心(图 1)总建筑面积 14 万 m2 左右,其中 地上建筑面积 10 万 m2,地下室建筑面积 4.2 万 m2,地上建 筑由两个单体组成,西侧为会展区,东侧为会议区。该结构 共采用 108 根 TJ 型屈曲约束支撑(图 2),作为结构主要 抗侧力体系,屈曲约束支撑的设置降低了结构所受地震作 用,节省的用钢量达到了 2000 多 t,获得了良好的经济效益。
4.2 天津西站
京沪高速铁路天津西站站房(图 18)位于天津市红桥
大型框架结构中屈曲约束支撑施工工法

大型框架结构中屈曲约束支撑施工工法大型框架结构中屈曲约束支撑施工工法一、前言大型框架结构是现代建筑领域的重要组成部分,其稳定性和安全性是施工过程中需要特别关注的因素。
屈曲约束支撑施工工法是一种在大型框架结构施工中应用广泛的方法,通过提供临时约束和支撑来提高结构的稳定性和安全性。
二、工法特点屈曲约束支撑施工工法的特点包括:1)通过在结构中设置屈曲约束支撑,提供稳定性和刚度;2)施工过程中的荷载转移能力强,能够有效分散结构荷载;3)可根据具体施工需求进行调整和优化;4)施工过程中的操作简便,节省时间和成本。
三、适应范围屈曲约束支撑施工工法适用于各种大型框架结构的施工,特别适用于高层建筑、大跨度结构和复杂结构的施工。
它可以确保结构在施工过程中保持稳定和安全,减少结构产生变形和位移的风险。
四、工艺原理屈曲约束支撑施工工法的核心原理是通过在结构中设置屈曲约束支撑,将荷载传递到基础或其它稳定层。
通过临时约束和支撑结构,有效减少了结构在施工过程中的变形和位移。
同时,采取一系列技术措施,确保施工过程符合设计要求,提高施工质量。
五、施工工艺屈曲约束支撑施工工法的施工过程主要包括以下几个阶段:1)准备工作:包括施工方案制定、现场布局、机具设备准备等;2)设置支撑和约束:根据设计要求,设置临时支撑和约束设备;3)施工结构:进行大型框架结构的施工,包括钢筋混凝土浇筑、模板安装等;4)荷载转移:通过屈曲约束支撑将荷载传递到基础或其它稳定层;5)质量控制:对施工质量进行监控和检验,确保施工符合设计要求。
六、劳动组织在屈曲约束支撑施工工法中,需要合理组织施工人员和资源,确保施工进度和质量。
施工人员需要具备相关技术和操作经验,能够熟练使用屈曲约束支撑设备和其它施工工具。
劳动组织应根据施工计划和要求,协调各个施工环节,保证施工进度和质量。
七、机具设备屈曲约束支撑施工工法所需的机具设备主要包括:约束支撑设备、支撑架、脚手架、吊篮、模板等。
【精品】腾讯滨海大厦幕墙工程首层满堂脚手架施工方案

目录目录........................................................... 错误!未指定书签。
一、工程概况................................................... 错误!未指定书签。
二、编制依据及说明............................................. 错误!未指定书签。
2.1编制依据.................................................. 错误!未指定书签。
2.2编制说明.................................................. 错误!未指定书签。
三、施工部署................................................... 错误!未指定书签。
3.1脚手架施工示意图.......................................... 错误!未指定书签。
3.2施工要求.................................................. 错误!未指定书签。
3.3技术保证条件.............................................. 错误!未指定书签。
四、施工进度及资源需求计划 ..................................... 错误!未指定书签。
4.1施工进度计划.............................................. 错误!未指定书签。
4.2材料计划.................................................. 错误!未指定书签。
4.3设备计划.................................................. 错误!未指定书签。
屈曲约束支撑在工程中的应用研究

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图6
四.屈曲支撑设计要点: (续)
屈曲支撑型阻尼器是一种位移相关型消能器,其设计方法同位移型阻尼器;小震时,钢材即进入屈服耗 能,并产生附加阻尼,附加阻尼按下述公式确定:
Qa=∑Wcj/(4∏Ws) Qa —— 屈曲支撑附加有效阻尼 Wcj —— 第j个屈曲支撑在结构预期层间位移计uj下往复循环一周所消耗的能量。 Ws —— 设置屈曲约束支撑的结构在预期位移下的总应变能,
在《建筑结构》杂志上发表 论文一篇( 已通过审稿)
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挥,震后修复困难。
c.屈曲约束支撑:
特点:支撑不会屈曲,只会屈服,通过支撑屈服耗能保护
03
梁、柱构件不破坏,减小了大震下的变形,且因只发生支 撑屈服,震后易于更换。支撑刚度的强度完全发挥,一般 来说,相同刚度下,承载能力比普通支撑提高3~10倍。
一.屈曲支撑及其特点(续)
“小震经济”、“中震不坏”、“大震易修”是屈曲 约束支撑的特点,显然完全达到了现行国家标准规定 的抗震设防三水位“小震不坏、大震不倒、中震可修 ”,而且在此基础上更上一层楼。
四.屈曲支撑设计要点: (续)
2.耗能型屈曲支撑设计:
小震作用下,计算方法与承载 型屈曲支撑相同。 中震和大震下的验算应采用弹 性性分析,此时,屈曲支撑采 用双线性恢复力模型。图6 计算软件:静力弹塑性采用 ETABS,动力弹塑性采用 SAP2000,Perform-3D等软 件。
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220Байду номын сангаасal沿x向顶点平均速度时程曲线图
屈曲约束支撑方案
5
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15
20
普通支撑方案
时间(s)
加速度(cm/s2)
减隔震-腾讯滨海大厦结构设计概述PPT[详细]
![减隔震-腾讯滨海大厦结构设计概述PPT[详细]](https://img.taocdn.com/s3/m/2247e7a455270722192ef7f3.png)
连体刚度选择
铰接(上弦支承,下弦分离)
刚接(单层桁架)
初设阶段,主要从以下几个方面考虑连体刚度的选择: 1)结构特征:包括周期/周期比,位移/位移比,扭转 控制; 2)构件设计:桁架刚度,构件内力,节点复杂度; 3)整体效益:建筑空间使用,成本; 4)施工:整体提升的难度。
刚接(双层桁架)
经过分析对比,连体的选择: ——低区连体为单层桁架刚接,悬挂三层; ——中区为单层桁架刚接,承托四层; ——高区为单层桁架刚接,承托三层。
深圳南山区高新软件园区的窗口位置 ——后海大道与滨海大道交汇处。 文化连接层 健康连接层 知识连接层
F2~5: 低区连体 F21~25:中区连体 F34~37:高区连体
弱连接: 采用可滑动连接或设置粘滞阻尼及限位系统 的弹性连接,其连体一端或两端与主结构可 产生相对位移,对主结构的影响较小,主要 通过支座传递自重和竖向地震力。
——分别布置在3~6层、21~26层、34~38层的连体,如同三道“大梁”将两栋连接在一起, 两栋塔楼很自然地形成一个整体,互为支撑。
——特别是中部和顶部两道连体的存在,实际上与两栋塔楼共同形成了建筑物的结构主体。在 某种程度上,可以将中、高区两道连体,与两栋塔楼理解为“巨型”结构。
低区连体与悬挑
楼盖结构的竖向振动频率不宜小于3hz竖向振动加速度峰值满足高规表377铰接上弦支承下弦分离刚接单层桁架刚接双层桁架连体刚度选择初设阶段主要从以下几个方面考虑连体刚度的选择
腾讯滨海大厦
结构设计概述
Structural Overview of the Tencent Seafront Tower
建筑, 纽带, 城市的视觉门户。
经过分析在不同楼层、不同伸 臂数量的敏感性分析,选择在 南塔21层(设备层)~22层之 间设置包含5道伸臂桁架的加强 层。为分散伸臂端的集中轴力, 在同层设置了有限刚度的环带 桁架。
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减震技术86屈曲约束支撑在腾讯滨海大厦中的应用孙平,于涛,邓华东(深圳市同济人建筑设计有限公司,深圳518000)[摘要]腾讯深圳总部大楼为屈曲约束支撑框架-核心筒双塔连体混合结构。
介绍项目的特点和结构设计标准、屈曲约束支撑的应用及连体结构体系选择。
利用中部和顶部的两道连体与两栋塔楼共同形成了建筑物的结构主体。
为加强塔楼与连体部分的连接,除了在连体位置设置刚度和承载力均较大的普通支撑外,还在部分塔楼位置增设加强层,通过伸臂桁架及环向屈曲约束支撑以形成强连接。
由于强连接的设置,在某种程度上,可以将中、高区两道连体与两栋塔楼理解为巨型结构。
另外,在每栋塔楼的东西两侧设置了屈曲约束支撑框架,为结构提供了所需的抗侧刚度的同时,也能全面提高结构的抗震性能。
[关键词]双塔连体; 巨型结构; 强连接; 屈曲约束支撑Application of buckling restrained braces in Tencent Seafront TowerSun Ping, Yu Tao, Deng Huadong(TONGJI ARCHITECTS Co., Ltd., Shenzhen 518000, China)Abstract: Tencent headquarters in Shenzhen applies frame-core hybrid system to the conjoined double towers of the building. The features and the structural design criteria of the project, mainly focusing on the selection of the structure system and the application of the buckling restrained braces were introduced. The two towers of the building were reinforced by the two corridors located in the middle and top of the towers to form the resistance system. In order to strengthen the connection between the towers and the corridors, the building applies not only common braces with large stiffness and bearing capacity in the two corridors, but also sets strengthening layers in the corresponding locations of the towers, with connections of the corridors and towers consist of outrigger trusses and buckling restrained braces. Due to the strong connection, the structure of the towers and corridors was turned out to be mega frame structure to some extent. Moreover, buckling restrained braced frames are added to the east and west sides of each tower to increase the integral stiffness and seismic performance of the structure.Keywords: conjoined double tower; mega frame structure; strong connection; buckling restrained brace1 项目概况腾讯滨海大厦为腾讯公司(Tencent)在深圳的新总部大楼。
其选址位于深圳南山区高新软件园区的窗口位置——后海大道与滨海大道交汇处。
图1 建筑效果图图2 塔楼角度项目总建筑面积为34万m2,由连体的两栋塔楼以及悬挂裙房组成。
两栋塔楼的高度分别为250m和190m。
其建筑设计理念为“互联互通的大楼”。
建筑物效果如图1所示,在平面上,南、北两个塔楼的夹角为17.75°(图2)。
由下至上,塔楼由三道连接体相连:在3~6层相连形成低区连接层,亦即悬挂的裙楼;在21~26层相连形成中区连接层;在34~38层相连形成高区连接层;高度分布见图3,结构体系模型见图4。
图3 塔楼连体分布图4 结构三维模型872 设计标准 2.1 设计依据除国家、广东省、深圳市的规范、规程外,还包括:(1)深圳市岩土工程有限公司《腾讯科技(深圳)有限公司腾讯滨海项目详细阶段岩土工程勘察报告》(2011年9月)。
(2)广东省工程防震研究院《深圳腾讯滨海大厦项目工程场地地震安全性评价报告》(2011年7月)。
(3)《腾讯滨海大厦风洞试验报告》广东省建筑科学研究院(2011年11月)。
(4)安邸建筑环境工程咨询(上海)有限公司《腾讯滨海大厦风洞试验报告》(2012年4月)。
(5)安邸建筑环境工程咨询《腾讯滨海大厦楼盖振动评估》(上海)有限公司(2012年5月)。
2.2 主要设计准则抗震设防烈度为7度(0.10g ),场地类别为III 类;场地特征周期为0.45s (计算罕遇地震作用时采用0.50s )。
弹性分析阶段的阻尼比可取为0.04;结构顶点的顺风向和横风向振动最大加速度(舒适度)验算时的阻尼比可取为0.015。
结构抗震设防标准为乙类;结构设计使用年限为50年。
抗震等级:1)地上框架部分为一级、剪力墙部分为特一级;抗震构造措施均为特一级;2)连体结构,在连接体/加强层以及上下层均为特一级;3)地下1层为特一级;地下2层为一级;地下3,4层为二级。
连体及悬挑结构均需考虑竖向地震作用。
变形控制:楼层层间的最大位移与层高之比△u /h ≤1/600;结构薄弱层(部位)层间弹塑性位移角限制为1/100。
挠度及裂缝控制:桁架挠度限值为1/500,主梁挠度限值为1/300。
混凝土构件最大裂缝宽度限值:室内(0.3mm );露天部分、屋面(0.2mm )。
舒适度控制:结构顶点的顺风向和横风向振动最大加速度计算值限制为0.25m/s 2楼盖结构的竖向振动频率不宜小于3Hz ,竖向振动加速度峰值满足《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)要求。
2.3 主要分析软件采用ETABS 和MIDAS/Gen 进行弹性阶段的整体分析对比;采用ABAQUS 进行动力弹塑性阶段时程分析;采用ABAQUS 和ANSYS 进行复杂节点的有限元分析对比。
3 上部结构选型 3.1 建筑体型腾讯滨海大厦地上部分是由两栋互连的南、北塔楼组成,各栋塔楼的平面扁长。
其典型平面分别如图5,6所示。
平面宽度约30m ,长度分别为95m 和76m 。
南、北塔楼高度分别为250m 和190m ,高宽比分别为8.7,6.3。
其中南塔高宽比已经超过框架-核心筒混合结构的规范限值7(图7)。
深圳市南山区为抗震7度设防,且地处沿海,基本风压大。
如果分别按单塔设计,单纯依靠塔楼自身抗侧体系的加强来保证结构的抗侧能力,代价必然很大。
势必增加构件尺寸、设置多道加强层,以控制其周期、侧移和稳定性。
然而,分别布置在3~6层、21~26层、34~38层的连体,如同三道“大梁”将两栋连接在一起,两栋塔楼很自然地形成一个整体,互为支撑(图8)。
特别是中部和顶部两道连体的存在,实际上与两栋塔楼共同形成了建筑物的结构主体。
在某种程度上,可以将中、高区两道连体与两栋塔楼理解为巨型结构。
图5 南塔典型平面图6 北塔典型平面图7 塔楼横向剖面 图8 巨型结构3.2 连体的定位连体高层建筑结构,在近20多年里已有众多应用案例。
其中,比较著名的有:马来西亚吉隆坡双子塔(Petronas Twin Towers)、北京当代MOMA,中央电视台新楼、苏州东方之门等。
由于连体与相连的塔楼相互影响,特别是在地震、风作用下,变形、受力复杂,因此,是选择“牢固的捆绑”还是“滑动释放”,成为连体设计的首要问题。
换句话说,应该如何选择连体与塔楼的连接强弱?弱连接是指可滑动连接或设置粘滞阻尼及限位系统的弹性连接,其连体一端或两端与主结构可产生相对位移,因此对主结构的影响较小,主要通过支座传递自重和竖向地震力。
其设计要点是减轻连体自重,并预计足够的滑移量。
这类连接多用在空中连廊项目中,体量小,跨度不大,主体结构可自行成立。
弱连接的典型代表为Petronas Twin Towers。
它通过连廊下部的三铰拱、巨大的球状支座、连廊端的可滑移,共同实现了连廊在双塔任意运动条件下均满足安全使用的要求,实现了世界最高空中连廊(图9)。
强连接是指连体两端均与主结构固定连接的方式,其连体与主结构不允许相对移动。
按连接端刚度的大小,又可分为铰接和刚接。
这类连接多用在大跨度、多层数的连接中,离开连体,主体结构不能自行成立。
强连接的典型代表为中央电视台新楼,连接体为悬挑转折刚接,且主体结构为斜塔(图10)。
图9 Petronas Twin Towers 图10 中央电视台新楼由于连体与主结构相互制约、协调,共同作用,不论是连体自身还是整个结构,强连接受力复杂。
对腾讯滨海大厦而言,低、中、高区三道连体均跨度大,楼层多,且连体角度不一(图11)。
同时,结合前述分析,两栋塔楼自身高宽比过大,需要增加抗侧能力。
而三道连体的存在,恰好弥补了结构的不足。
由于连体楼层的建筑功能复杂,为经常使用区域,不允许连体先于塔楼的失效。
换言之,连体的重要性与塔楼一样。
综合上述分析,项目连体应选择强连接,并与两栋塔楼形成结构整体,共同承担重力方向和水平方向的荷载,在结构能力和土建成本两方面均可获益。
为减轻连体自重,确定采用钢结构为主要材料的桁架连接体系。
(a)低区(b) 中区(c) 高区图11 连体布置情况3.3 连体刚度选择通过选择钢桁架的铰接、刚接及桁架的高度,可以形成不同的连体刚度(图12)。
在低、中、高三道连体位置,应分别采用怎样的桁架连接形式,成为另一个重点。
初步设计阶段,主要从以下几个方面考虑连体刚度的选择:1)结构特征:包括周期/周期比,位移/位移比,扭转控制;2)结构设计:桁架刚度,构件内力,节点复杂度;3)整体效益:建筑空间使用,成本;4)施工:整体提升的难度。