某日报社“报业大厦”结构设计与

会议投稿某日报社“报业大厦”结构设计与分析工程概况本工程位于江西省某市红谷滩新区，是由办公主楼，商业群楼，印务中心组成的大型综合性建筑。项目总用地面积20000㎡，总建筑面积为5万平米，地上建筑面积4.2万平方米，地下建筑面积8千平方米。其中办公主楼28层（含屋面以上3层高峰论坛），建筑总高度119米；商业群楼5层；地下一层车库；印务中心3层。高层办公主楼与多层群楼之间设置120mm防震缝，印务中心与主群楼之间用18米跨度的雨棚相连，从而达到一个浑然一体的建筑效果。本工程最大的亮点就是弧形的立面造型，远处看此建筑就像大海中的一艘帆船。弧形结构与透明玻璃幕墙的围合，每层形成一个三面通透的办公空间，实现了美观与实用的和谐统一。“某报业大厦”钢结构造型工程主要由四根立起的圆弧钢柱组成。圆弧钢柱平面之间由H型钢、圆管、方管作为系杆组成一个平面整体。圆弧钢柱与预埋件的连接是由H型钢组成拉杆并使力系闭合（行成1个三角型）。钢结构的圆弧造型总外弧长为141.745米。造型宽为21.4米。桁架底端支撑在（标高18.65米）混凝土的立柱外边和混凝土大梁外边的预埋件（承载面向外伸出0.7米）的承载面上，另一端安装在（标高98.65米）的屋面上并从向屋面北进23.35米。钢结构圆弧造型的外弧边（标高65.8米）与混凝土框架结构的垂直面的距离为9.54米。圆弧钢箱柱构件最高为点为125米。建筑效果图、建筑立面图见（图1~图2）。图1建筑效果图图2建筑立面图2.地基和基础设计工程场地地处扬子准台地，赣江断裂带，原为赣江的故河漫滩。经钻孔揭露，该场地岩土层自上而下分别为：耕土、粉质粘土、淤泥质粘土、细砂、中砂、粗砂、砾砂、强风化泥质砂岩、中风化泥质砂岩（软层）、中风化泥质砂岩。地下水静止水位一般在地表下2.2~2.5米。地下水的年变化幅度约为1.0~1.8米。赣江最高水位一般出现在7~8月份，历史最高水位为22.53米，最低水位为13.11米（黄海高程）。根据水样水质分析试验数据表明，该场地地下水对混凝土具弱的腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱的腐蚀性。抗震设防烈度为6度，设计基本加速度值0.05g，实际结构计算采用0.1g，第一组。地震特征周期值为0.35S，场地类别=2\*ROMANII类。本工程采用泥浆护壁钻孔灌注桩，以中风化泥质砂岩为桩端持力层。中风化泥质砂岩的饱和单轴抗压强度标准值frc=8.27(MPa)，根据岩石坚硬程度划分，属于软质岩岩，可以采用扩底技术，扩大头直径取为桩径的两倍。基础采用桩—承台基础，一柱一桩设计。采用的桩径分别为Ø600mm、Ø800mm、Ø1000mm、Ø1500mm、Ø1700mm、Ø1800mm，Ø1900mm。桩径Ø1900mm，扩大头Ø3800mm，其单桩竖向承载力特征值为19450KN。核心筒下布置群桩，桩径分别为Ø1500mm、Ø1700mm。扩底钻孔灌注桩具有良好的经济性，与不扩底的灌注桩相比造价降低1/3左右。3.结构设计3.1地下室设计地下室顶、底板采用混凝土梁板式结构，底板厚度350mm，400mm。由于地下室结构超长，以沉降后浇带与伸缩后浇带对地下室进行分割，后浇带间距30米左右。沉降后浇带是在主体结构封顶后才能封闭，伸缩后浇带在60天以后方能闭合。本工程地下室的投影面积远大于地面结构的投影面积，所以地下室要做抗浮设计。采用抗拔桩与地下室底板上覆土相结合的设计。核心筒下承台厚度为2000mm。由于核心筒承台上电梯基坑和集水坑较多，故采用整体下沉式做法，做到构造简单、施工快捷。核心筒承台剖面图详见（图3）。图3核心筒下承台剖面3.2结构单元规则性熟在尝初步设计翼阶段坚，办公主楼与租商业群楼是连生为一体的，中索间不设缝。舱经税过球“川江西省抗震长设防审查专家谈委员会封”事对初步设计的涌专项审查任后得出结论，嫂本工程办公楼膊为超限高层。奖原因如下，腥由于先高层刚塔楼偏置与群所楼一边，所以评结构存在三项驱不规则掠：eq\o\ac(○,断1经)透扭转不规则，谎扭转位移比大今于努1.寨2仰；eq\o\ac(○,钉2脸)碰楼板不连续，阅由于群楼部分桑楼层开大洞，痰所以有效宽度信小闭于确50%惨；eq\o\ac(○,爷3域)止尺寸突变，缩岭进大医于联25叫%舅。基于上述原非因，施工图设词计芝阶段彩把办公主楼与敏商业群楼之间写在利±0.0斑0虽以上完全脱开地，之间设置警120mm殃防震缝，各自绩形成独立的结运构单元，这样非的结构设计更盼加合理，明确眯就新，而且不会是熔超限瘦高层结构筋。英3.3窜仅结构方案和选典型棵办公主楼采用化现浇疼混凝土自框诉架仗-偿核心筒结构，携与霸弧形将钢丘柱眨相连的两根框浊架柱采用局部宇钢骨结构描，其他框架柱兔以及核心筒采为用桶现浇监混凝土丢结构稍。赔群楼与印务中东心均采用框架午结构。希主体结构楼盖肚采用现浇悉混凝土蔽梁板式体系节；啦突出的景弧形情部分，楼盖采质用压型钢乘板区-脊混凝土组合楼委盖体系。跪1版6软层结构平面见息（图赌4价）。赌葬失坚垒弊图染4傲或1违6义层结构平面图省主楼疫弧形锦部分估采用钢结构撒，而没有采用遇混凝土乡结构，钢结构日的优点是刻：eq\o\ac(○,兰1器)高重量轻尽，可有效减小贡结构自重；eq\o\ac(○,晚2弃)宽可增加结构延殿性，避免增大且结构刚度；eq\o\ac(○,富3蝶)燃施工简便快捷释，工厂桑加工寇好构件后，现点场进行鹰拼装与典吊装秀。汽3.梯4拾鞋结构托构件布置读主楼采用垂直阿通道形成的筒午体构成相对集辞中的核心筒剪夫力墙作为结构若的主要抗侧力卖构件，外框架颈由趁混凝土菌框架柱和转框架挨梁构成。两个资方向柱距均为禁9北米横，核心筒与外剪框架柱间的中续距为旺8.诉6撑米果。核心筒的高未宽比约天为侄1远0高，均满足《高触层建筑混凝土渡结构技术规程狮》（以下简称忌《高规》）的晶有关要求。核科心筒外壁厚度美，阳4述层以下厚度均护为炎400mm娱，皮5贿层罗~眯屋顶为羡300mm活，内壁厚度均域为附200mm精。电梯井筒隔缩墙厚度均为兄160mm悔。卖核心筒与主要俯梁、板、柱的述混凝土强度等听级楚见（表剖2但）烈主楼楼板采用售混凝土炮现浇板，厚度荒均为抗100mm萝，五层和屋顶绳120mm瞧。钢结构平台怎部分楼板采用池压型钢妙板既-东混凝土组合楼渐盖体系，秤压型钢板采用挪镀铝锌钢楼承榨板采筹用析BD40低,角板案宽慕555续，纳波高诚40非mm替，板厚狱0.91mm鸡。印组合楼板厚度尾100mm勾，吩钢楼承板吸仅作为模板使什用，可不做防然火层保护，比强做组合楼板使领用经济。叛某兴报业大厦钢结宏构则弧形差造型彼，岩主受力构件是您四根坊变截面肚弧形归钢柱盗组成。奖其中两根痕弧形坡钢柱培下端敌生根益在五层的或混凝土欺边医框柱上，另外损两根古弧形寻钢柱杜下端鹊生根阵在五层的宽混凝土才边框梁上，类五层的焦混凝土碧边框梁瓣上盾的截面名为沫600X驾1500质mm膊。遍四根抬弧形仇钢柱款的上端支撑在坟屋顶的议混凝土赶边框柱和止混凝土卖边框梁上，房屋顶的僚混凝土慌边框肚梁的截扁面络700X扎1000mm盛。派主只楼尼6~诵9肢层旱、蛾11~1毯4暮层车、动16~1伙9郊层或、逗21~2载5维层均在尾弧访形睁钢违柱符与主体结构之仓间设置上人的锦钢平台，以作慎办公之用目。林1傍6词层钢平台的出判挑跨度最大，附达到诱1道2伸米辫以上。赴四根旧弧形渐钢柱越在忘11侵9姥米销的标高处与军屋顶上的四根回斜钢柱相交，模从而在屋顶形述成一个闭合三壮角形。虫弧形隆钢柱锹以及水平钢梁纷的截面尺寸见荡（表准1蚕）帝。裕表择2咸唐弧形小钢柱障、锁钢梁努截面戒截面编号敌截面型号剥材质住阶揉循备注液GZ1例□勺616~13诸55~864孤x500x2子0博Q235B争四根册变截面饥弧形累柱纤GKL1四H550x3奴00x12x僚25伍Q235B贿弧形柱与主键楼躺的勤水平券连探系梁据GKL2垄H550x3恰00x10x晚20促Q235B西弧形柱与主粘楼内的水平连系梁黄G冰1投，撤G2琴Ø订245x6锯.5轮欣嗽Ø搅351x1锄0沃汤圆释管赵劣Q235B扣四根弧形柱之并间的系杆荣SL1遭H550x2诞50x8x1戴2束Q235B取迈舍钢平台次梁偷SL2暗H450x2诸50x8x1扬2e麻Q235B慰钢平台次梁付表劣1邻么主要混凝土强体度等级展医太踏回劈构件役位置及层数薄现浇楼板闸组合楼盖毙墙只柱化办公主楼很-1~3兵C30销C25涝C40联C50买4~9青C30蔑C25因C汽40总C40陆10~15翠C30纳C25秒C忌35战C35滥1师6价及以上宇C30泡C25减C彼30包C30像中间两根弧形魂钢柱下端，刚生根轨在五层的保混凝土伸边框柱讯上考,启柱中预埋型钢沟埋件；两侧两漠根弧誉形钢柱下端闭生根膛在五层的煮混凝土味边框梁上。梢弧形钢柱的上瓜端支撑在屋顶察的缸混凝土和边框柱和岛混凝土姐边框梁课上榆,烦节点详见（鼓图胖5壁~残图丘6跑）奇。赴缝刘促悄泰图惭5肥颠肠弧形钢柱生根毫示蚁意轨拾舅苏哭素图裳6肉旦面弧形钢柱屋顶馋支撑示意育蒸杂喉溪康图企7雄STAA斯D嫩三维计算模型禁扎扁朋图壶8奖钢鸽架岁正立面支座节轿点图绝3.剩5颈栏结构识计算及分析闹本工程采用中盘国建筑科学研你究院亿PKPK造工程部编制的蹦PKPM此系列软件避SATWE秤进行指整体取计算，并采雹用辈RE锋I首公司钢结构通撤用计算软脖件态STAAD/滨CHIN徒A售进行钢结构部章分的补充计算脊。欢STAAD啦三维惜计算模型见（齿图交7天）酿，唱钢结构正肾立面支座节点科图逝见（惧图睬8死）摄。杜由于主楼与群阅楼都在同一个篇地下室大底盘拐上，怪两栋建筑在戏地下室以上是郊完全分开的。图所以柳计算时欣将上部结构和丙地下室作为一愁个整体考虑，变采用了地下室只+丈主楼、地下助室匀+顷群楼两种模型帜，分别计算主棕楼与群楼。主堪楼与群楼之间赤的面定义为遮粥挡面趣，以免风荷载务计算偏大祥。绢回填土对地下晕室的约束作用盐采用《多层及杯高层结蔑构蜜CA救D夹软件高级应用忠》中推荐的弹手簧刚度法，取什回填土约束忍相对刚度皂比为元3.般0棉。由于办公主熊楼建成后可能奋会对外出租，讲所以楼面考虑扬隔墙灵活布置折的荷载，办公静区楼面活荷载灰取粘4.0KN/绘m册2毅，并要求隔墙只材料容重不大五于夏10KN/m掉3士。爹主要计算参数球见（把表夫3帆）。却表闯3五股像主要计算结果竟序号响项塘急嫌目鲁X株方向访Y温方向跟备注姜1矮傍自振周期（结S威）叔T1去值推2.8016番2握位刮膜另海躬移印塌地灯故震还俊力置层间陡△石Umax升2.07词1.66珠铺△巴Umax/幅h惜1/1竖8眼50终1/1449该风筐荷闸潜载掩层间佳△画Umax领1.93垒2.00浙△挥Umax/记h田1/1早9磨52奋1/1辩335委3卧柱剪力百分比烦范围茶15%~2大8棋%纷20%~38迹%伪4姑本层位移角与半上层位移角锄的蔬1.便3构倍及上三层平闯均位移角酸的私1.置2颈倍的比值的大隆者搂0.88粥0.89哈5汁第一扭转周期艘与第一自振周拖期比季Tg/T1押0.周614悟6释偶然偏心下楼林层最大层间位投移与平均层间然位移之比最大邀值涉Ratio-沿Dx哀1.定26皇Ratio-锯Dy档1.度22自在使用末STAAD/修CHINA宫的计算中，把怠SATWE妻计算生成的的麻风荷载工况下嗓结构各层水平装位移值输入墓到谣STAAD/搏CHINA竖中，以便龙模拟支座位移馋产生的荷载。血最后计算出钢构架支座反力，废支座节点位置蛾见（霞图戏8戴）。朝把此支座反力岗按梁、柱上集畏中荷载输入到纤SATWE约结构模型遣1津中（此模型输无策钢结构部分）淘，并与饭SATWE止结构模践型秃2遭（此模型宵包含窝钢结构部分）叉的结果进行比脚较俗，呀取五两费结果杠中济较大值进行设企计。传4.逝尖钢结构的踪施工造与吊装苗4.1膝轮预埋型钢的施粉工级每层钢架支座镰节点处的混凝获土中均预埋了耗型钢积。有些型钢的神尺寸截面较大句，而且还焊接夹了加劲肋板。永由于梁界、疯板决、柱腔采用混凝土结庸构，尤导致破其纵向惩钢筋不能贯通笛节点核心区，逮需要做一些处端理。兼18.65幕0早标高埋件与害混凝土仅梁、柱纵向钢瞎筋连接及开孔粱补强图届见艳（盒图练9宿）抵。现场实拍图挺见（师图断10译~住图吨1译1屠）。桨淘孝发师图候9泊铜18.65啄标高型钢拴与洪混凝土穿梁、柱钢筋连禽接及开孔补强掏图它纤穗加俯图盯10活凶现场实拍柱中政型钢袄图征11叮久现场实拍梁中笛型钢洞流网归品卖昌幸图陕12称瞒圆弧钢柱吊装李示意图买4.2秋段钢结构的吊装箩钢结构的圆弧铅造型总外弧长沟为锹141.74眉5郑米俭，最高点效125.51午8鹊米鄙。约用钢量呼为佣51尚0凤余吨融，特其描中虚4龙根圆弧箱型柱宜的用钢量暮为赤30份0击余吨。荐每根的用钢量洞约写为网7茶5乌吨。每根分静为恋9亩段简，形平均每段约健为童8.3掩3狠吨。北所以说，段本工程景的这钢结构吊装是暗一个重点，也扛是一个难点叮，才施工图设计迎阶段故就大应该条考虑今后吊装洞施工的问题功。罗吊装方案栗1恐：选匠用冒1室台桐TC705毒2辅塔汗吊稻，摆放于主楼币钢架一侧，嗽专门伤用于钢结构的墙吊装。北吊装方案压2迎：茄选闹用著1脊台墨W镜Q智—种—妙1胳0矮屋面旋转起重稠机展，拆卸后运至认主楼屋顶再进柱行占组唐装。方怎案妨1膀的否总吊装费用饼约氏2止百万元背，但不会对主圣体结构增加额轿外交施工晨荷载；方卵案子2浊的伟总吊装费用烟5扮0于万程元工，且但会对主体结矮构增加额外示施工铲荷载。经过