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林樹枝:高層建筑結構的設計難度分析

來源:中國幕墻網收集整理  作者:林樹枝  日期:2018-7-9
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  隨著城市的發展,原有城市建筑特點無法滿足人口聚集的需要,所以城市建筑向空間、縱向發展已成為必然。高層建筑的發展已有100多年的歷史,其根本原因主要有:經濟發展、城市人口密集、土地資源減少、科技進步等。隨著鋼結構技術的發展和多種高性能建筑材料的產生,對于高層建筑的要求已不僅限于滿足使用,建筑形式和審美要求也越來越重要。

  本篇文章內容由[中國幕墻網]編輯部整理發布:

  案例二十四:廈門國際會議中心

  新建A區大會議廳。

  新建東西主入口長廊雨棚和門廳。

  AB連接區,在8m標高新加25.2m跨鋼樓蓋結構。

  AB連接區,原開放通廊,改為大會議室,增加吊掛荷載。

廈門國際會議中心效果圖

  AB連接區,原設計為A區與B區之間通廊的屋蓋,為室外開敞建筑,采用輕型大跨度鋼桁架 結構。

  在8m標高設置整層樓板,新加大跨度樓蓋采用25.2m跨鋼結構梁,梁高1.2m。

  鋼桁架改造后,作為大型會議室,立面封閉,增加裝飾吊頂和燈具,以及隔聲材料,新增加構件與原桁架通過抱箍連接。

節點設計

  AB連接區增設大跨度樓蓋

  鋼柱與原混凝土柱通過抱箍和錨栓連接,鋼梁下設置鋼柱,作為鋼梁支座節點處的安全儲備。

  25.2米大跨度鋼梁與矩形混凝土 柱側面連接節點。

  案例二十五:廈航總部大廈

  廈航總部大廈由一棟辦公樓和一幢高級酒店及裙房等附屬用房組成,總建筑面積為17.32萬m2。其中辦公 樓高度185米,結構高度167.25米,建筑面積為5.495萬m2,地上34層, 地下3層。酒店高度140米,結構高 度127.65米,建筑面積為6.477萬m2,地上33層,地下3層。主體結構采用 鋼框架+支撐體系。裙房結構高度23.75m,主要層高6m,并分為兩個部分,第一部分為獨立一塔,第二部分與酒店相連一體。

效果圖

  --辦公樓主體結構特點

  (1)樓層平面整體性不強。

  (2)核心筒較小且偏置。

  (3)附屬結構頂部變化較多。

  (4)首層柱高度達18米,第二層結構高度為6米,穿層柱24米。

  對于首層部分柱高度過長、剛度削弱達24米,設計中,與建筑師配合,在柱間設置約束屈曲支撐,提高結構的剛度,保證上下層剛度比(詞條“剛度比”由行業大百科提供)盡量合理。對于樓蓋結構,采用鋼筋桁架樓承板與樓面H型鋼梁形成組合樓板結構。

  底層柱屈曲分析

  結構底層中存在跨層中庭,該處柱子跨層高度較大,躍層柱子高度達24m。為了準確計算躍層柱子的承載力,對跨層柱進行了計算長度分析。

  通過SAP2000建模,分析得出屈曲因子,從而得到臨界荷載Pcr。通過歐拉公式反推出構件的等效計算長度Le。

  辦公樓約束屈曲支撐分析

  首層高度為18米,第二層高度為6 米,且部分柱為越層柱,因此需要在首層和第2層設置屈曲約束支撐,提高結構抗震性能。

  辦公樓樓板處理措施

  地震作用下:第15層、25層、32層、37層樓板 S11和S22方向大部分樓板應力(詞條“應力”由行業大百科提供)值在1.6Mpa以內。

  局部樓板存在應力集中情況,S11應力最大值達到5.4Mpa,需對局部樓板進行加強。

  S22方向樓 板應力最大值為4.6Mpa,應適當增加配筋。

  風荷載作用下:第15層、25層、32層、37層樓 板S11和S22方向大部分樓板應力值在1.3Mpa以內。

  局部樓板存在應力集中情況,S11應力最大值達到4.3Mpa,需對局部樓板進行加強。

  S22方 向樓板應力最大值為5.4Mpa,應適當增加配筋。

  對于上部結構的細脖子處,樓板應力增大并不明顯,可能是因為附屬電梯筒剛度較大的原因。 為安全起見,對細脖子處,增加設置了交叉支撐。

  作者致謝:

  本報告的圖片資料,來自:

  (1)相關設計單位超限高層抗震設防審查的報審材料;

  (2)相關設計單位的結構總工程師、項目設計師提供的珍貴文檔。

  僅此,向各項目的原設計單位和設計人員表示衷心感謝。

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