大底盘双塔楼超限高层钢骨混凝土结构设计（一）

大底盘双塔楼超限高层钢骨混凝土大底盘双塔楼超限高层钢骨混凝土 结构设计 一 结构设计 一 前言 所谓超限高层建筑工程是指超出国家现行规范 规程所规定的 适用高度和适用结构类型 体型特别不规则以及有关规范 规 程规定应进行抗震专项审查的高层建筑工程 中广大厦是集办 公 住宅 商场 餐饮 娱乐为一体的大型高层综合性建筑 包括三栋高层塔楼 a b c 栋 裙房五层 地下二层 地 下一 二层为设备用房 汽车库 地下二层战时为六级人防 地上一 五层为商场 a b 栋塔楼为 6 26 层蝶形平面的高层住 宅 房屋高度 89 1 米 包括局部突出在内 建筑总高度 106 1 米 c 栋塔楼为 6 28 层大空间办公室 房屋高度 99 6 米 包 括局部突出在内 建筑总高度 118 800 米 五层商场总面积为 26745 平方米 总建筑面积 100010 平方米 因房屋总长度远超过钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距 55 米的限 值 为此设二道抗震缝将房屋分为三段 形成三个结构单元 即 a b 栋高层为大底盘 双塔楼 c 栋为独立带裙房的框架剪 力墙结构高层建筑 其余为框架结构 建筑抗震设防类别均为 乙类 场地类别为 类 基础采用钢筋混凝土平板式筏形基础 底板厚度 1600mm 住宅部分 1800mm 办公部分 持力层 为强风化砂岩 地基承载力标准值 400kpa 压缩模量 es 12 17mpa 本建筑的结构安全等级为一级 设计基准期为 50 年 本文以 a b 栋为论及对象 一 结构布置特点 a b 栋高层为满足上部住宅建筑的舒适性 规则性要求 即住 宅室内无柱角 及下部五层商场大空间的使用要求 采用五层 大底盘双塔楼框支剪力墙结构 在五 六层中间利用设备层做转 换层 采用梁式转换 转换层设置标高为 23 米 高宽比为 3 22 长宽比为 4 13 转换层上下剪切刚度比值 1 395 1 房屋高度超限 a b 栋高层房屋高度为 89 1 米 超过了 钢 筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程 jgj3 91 中规定的 框支剪力墙结构 8 度区适用高度 80 米的限值 2 采用双塔楼联体结构 质量 刚度分布不均匀 竖向不规则 3 高位转换 在五 六层之间利用设备层做转换层 标高 23 米 超过 8 度区转换层宜控制在 3 层以下的限制 4 由于住宅建筑平面的要求 局部存在二次转换 5 由于商场使用功能的限制 a b 栋塔楼的落地剪力墙数量 偏少 且大都布置在商场后部 主体结构与大底盘中心的偏心 矩与底盘尺寸之比大于 0 2 6 6 26 层住宅部分在外围剪力墙 局部开设角窗 二 构造措施 经我院多次分析论证 认为其主要不利因素为 框支剪力墙结 构在转换层以下 支撑框架与落地剪力墙并存 形成了 支撑 框架 剪力墙 体系 此中 支撑框架是一个薄弱环节 这种 结构体系 在高位转换时 由于在转换层附近的刚度 内力和 传力途径发生突变 易形成薄弱层 对抗震不利 同时 支撑 框架柱要直接承担上部传来的重力荷载 直接承担其上剪力墙 由于倾覆力矩产生的轴力 要直接承担不可能依靠楼板全部间 接传力给落地剪力墙而有一部分直接传来的地震水平剪力 这 样使得转换层以下支撑框架柱的内力远大于计算分析结果 对 此采取以下措施 1 在塔楼范围内五层以下框支部分采用钢骨混凝土柱 钢筋混 凝土梁混合结构 钢骨混凝土柱共 48 个 作为解决高位转换 和高度超限的一项重要措施 2 a b 栋塔楼的裙楼楼屋面板 在塔楼高振型的影响下 承 受较大反复作用下的纵向拉压力及横向剪力 受力十分复杂 同时 由于建筑使用功能的要求 在裙楼中部开设大洞以便设 置电梯 对楼板削弱较大 针对这一不利因素 在设计中采用 了加强开大洞处楼板四周梁的断面及配筋 加大楼板厚度 增 设斜筋的措施 3 由于上部住宅为蝶形平面 在转换层个别部位出现了二次转 换梁 根据 高层建筑混凝土结构技术规程 jgj3 2002 第 10 2 10 条的规定 转换层上部的竖向抗侧力构件 墙 柱 宜直接落在转换层的主结构上 当结构竖向布置复杂 框支主 梁承托剪力墙并承托转换次梁及其上剪力墙时 应进行应力分 析 按应力校核配筋 并加强配筋构造措施 b 级高度框支剪 力墙高层建筑的结构转换层 不宜采用框支主 次梁方案 针 对这一不利因素 我们采取了加强框支主梁的配筋构造措施 并在框支主梁的下部配筋区设置钢梁的措