某超限高层结构分析与设计

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某超限高层结构分析与设计
陈小健
（ 长沙有 色冶金设 计研 究院， 湖南 长 沙 ４ ００） １ ００
摘 要
详 细介 绍其转换框支 剪力墙及 工程 结构体 系、 震加 强措 施 、 抗 风荷载反应 和
某 市 中心 的 一座 多功 能 标 志 性 建 筑 。建 筑 总 高 度
２８ ， 总建 筑 面 积 １９４ ３ ２ ２ｍ ０ ４ｍ，其 中地 上 ８ ８ ｍ，地 下 ２ ４９３２ ４ ４ ０２ ６ ｍ。地 上 １ 、 ２层 为 银 行 办 公 ， ３ ｌ 层 为 低 区办 公 层 ～ ２
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变化 ，在 ２ ５层设置 一个结构转换层 ，其顶部标 高为 ９ ．ｍ ９１， 为严重超高位。此转换层支撑着上部剪力墙，将上部结构的 荷载传递到下部 筒体和框支柱 。转换层上承托的钢筋混凝土 楼层数 为 ４ ，高度达到 １０ ３ｍ ２层 ２ ５ 。由于上 部结构 平面不 规则 ，侧 向刚度较弱 ，存在较 明显 的扭转 效应 ，如 图 ３所
建 装 筑与 修●
从结构抗 震概念 设计上工 程采取 了一定 的加 强措 施 。 为提高结构 的延性，减小柱截面尺寸和改善柱的轴压 比，２ ５
结构 的侧 向刚度 比如表 ２所 示 。规范 ［］ １ 附录 Ｅ ０ ２ ． ． 中规 定转 换层上 部与下部 结构的等 效侧 向刚度 比不应大 于
为满 足 建 筑 立 面 的 要 求 ，３层 、 ｌ 建 筑 立 面 局 部 收 ３层 进 ，如 图 １ 图 ２所 示 ， 相 应 在 ２层 顶 和 ｌ 顶 设 置 了转 、 ３层 换 梁来 转 换 竖 向 不连 续 的 构件 。 由于 上 下 建筑 功 能及 立 面 的
图 ２ 转 换 层 结 构 平 面 图
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综上所述 ，工 程在建筑 高度 ，高位转换 和体型 不规则
上 均超 过 规 范 限制 … ，属 于超 限高 层 建筑 。
３ 抗震加 强措施
图 ３ 酒 店 结 构 平 面 图
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第１ （第１ 期 期总 ０ ） ２
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为人防，人防的抗力等级为 ６级。该工程为高度超限 ，体型
复 杂 ，高 位 转换 的高 层 建筑 。
图 １ ３层 ～ １ 结构 平面 图 ２层
２ 结构体系
本工程结构形式为钢筋 混凝土高位转换框支剪 力墙结 构 。抗侧力系统主要有两种结构形式 。转换层下部结构基本 为一个长方形钢筋混凝土框架核心筒结构，核心筒 由楼梯间 和电梯井组成，外框 由框架加部分剪力墙组成 。转换层上部 为纯钢筋混凝土剪力墙结构。
地震作用分析，并介绍 了高位箱形转换层 的受力分析及型钢混凝土组合转换梁的设计．分 析表 明：工程的抗震性 能指标 和抗风 性能指标均 满足相应规 范的要 求，采用型钢 混凝 土 组合梁可以有效减小断面提 高抗剪承 载力。
关键词 工程 实例； 分析设计； 高位转换层； 型钢混凝土组合 梁
１ 工程概况
加 腋 措施 。
１ ３转换层楼层侧 向刚度 尚不应小于相 邻上部楼层侧向刚度 ．，
的 ６％ ０ 。从表 中可以看 出两种 软件 计算所得 刚度 比均满足规 范的要求 。 表 ２ 两种软件结构侧 向刚度 比
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剪弯刚度
４ ２ 风 荷 载 分析 ．
本工程 为对风荷载比较敏感 的超高层建筑， 且位子沿海 地区 ，其 ｌＯ Ｏａ一 遇的基本 风压 值为 ０ ７ｋ ／￣地 面粗糙度 ．０ Ｎ ｍ， 类 别取为 Ｂ类。根据规范【 ３ ２８条房屋高度大于 ２ ０ ¨ ．． ０ ｍ时 易采用风洞试验来确定建筑物的风荷载 。同济大学土木工程 防灾 国家重点实验室为本工程进行风洞试验，模型的几何缩 尺 比为 １ ２０ ：０ ，并考虑 周围建筑物的影响 。该工程 表面分成
层 以下框支柱 采用型钢混凝 土组合结构柱 … 。柱 内纵筋 的 配筋率提 高，并沿柱全高箍筋 加密 。２层以上因建筑立 面收
进，在轴交轴、位置设 ２个异形柱 ，其它框支柱均 为宽扁形 矩形截面柱，有利于平衡 Ｘ 方 向的刚度差异 。 ，Ｙ ２ 层转换层采用空间作用效果 明显的箱形转换层 ，箱 ５ 体高度为 ３４ ，上 、下盖板厚 ２ ０ｍ ．ｍ ０ ｒ 。为减小转换梁截面增 ａ 加转换梁抗剪能力 ，２ 层 主要转 换梁采用型钢混凝 土组合 ５ 构件 。 通过加强楼板增加结构的空间工作性 能。２ ５层转换层 以下各层楼板为井字梁楼盖体系，板厚为 ｌＯ ｍ Ｏ ｍ ；转换层及 上 下各一层相 应加 强为 １ ０ｍ ５ ｒ ；上部纯剪 力墙部 分 ８ ｒ 、１ ０ｍ ａ ａ 楼板厚为 １０ｍ ３ｒ ，左上角部为 １０ｍ ａ ４ｒ 。并且楼 板配筋均采用 ａ 双层双向。加强混凝土简体：在简体的四角 以及框架梁 与简 体连接处的暗柱 内加型钢：简体在各楼层均设暗梁 ，并加大 其配筋率 ；加强 简体 内楼 板，简 体 内楼板 厚度 取 为 １ ０ｍ ５ｒ ａ （ 周围板厚大于 １ ０ｍ 时同周围板厚） ５ｒ ａ 。 为增加转换层上部 结构侧 向刚度，尽量减小 结构刚心 与质心差距，轴交轴处异型柱贯通上下 ，且转 换层 以上轴⑥ 以左剪力墙厚度增加为 ５０ｍ ０ｒ 。外框架与核心 筒相连 的框架 ａ 梁均为矩形梁 ，框架梁与大截面柱交接处梁端部位采取水平
１ 研
层 ，１ ￣２ ４ ２层为高区办公层 ，２ 层 为结 构转换层 ，ｌ 、 ５ ３层
２ 和 ２ 层 夹 层 为避 难 层 或 设备 层 ，２ 层 和 ２ 层 为 会 所 ， ３层 ６ ４ ６
２ ７层到 ４ ６层为复式酒店 （Ｏ层） ４ ，屋顶为 ８ ５ ｍ高的钢结构 ．５
屋 架 。地 下 ５ ，负 １ 层 层至 负 ４ 功 能 为 车库 ，负 ５层 功 能 层