复杂超高层结构设计创新与实践三

复杂超高层结构设计创新与实践

中南建筑设计院股份有限公司

2013年武汉保利文化广场1、工程概况主楼46层，大屋面标高209.9m；副楼20层，屋面标高101.0m；主副楼在16~20层通过钢结构连接为一个整体，连接体跨度为42.5m，立面呈“h”型。武汉保利广场是由两栋高度不同的塔体组成的大跨连体复杂高层建筑,总建筑面积为14.4万m2。1、工程概况二~八层建筑平面图1、工程概况九层建筑平面图1、工程概况十~十五层建筑平面图1、工程概况十六~二十层建筑平面图1、工程概况二十九层建筑平面图建筑剖面图2、基础与地下室设计基础平面布置图2、基础与地下室设计2、基础与地下室设计2、基础与地下室设计地下室“隔水-排水”抗浮设计3、上部结构体系本工程地下4层，地上分为主楼、副楼及裙楼，主楼和副楼在1~8层与裙楼连接为一个整体。该工程建筑抗震设防类别为乙类，抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，场地类别为II类。二~八层平面主楼、副楼均采用“圆钢管混凝土柱+H型钢梁或钢桁架+钢筋混凝土核心筒”混合结构体系。上部结构九层平面3、上部结构体系十层平面3、上部结构体系两塔楼核心筒偏置一侧，为减小扭转，在主副楼南北两侧设置密柱，加强框架梁，形成较大刚度框架，提高结构整体扭转刚度。

副楼主楼十一~十五层平面3、上部结构体系副楼连接体主楼3、上部结构体系十六~二十一层平面二十二层~四十六层平面主楼3、上部结构体系结构三维模型3、反上部丧结构侵体系3、秩上部制结构瓶体系3、捎上部能结构败体系3、蔑上部聪结构副体系4、抹大跨强减震削连接和体设振计主楼刊与副针楼在视16~20满层通拜过钢竹结构眠连体必相连宾，采恭用刚太接方渐式，原主副绞楼之数间的奖相互设约束尘作用萄增大驾了结鱼构自泊身的纠抗扭肉扭转逢。连接激体采次用“2榀吊主桁匆架+丑次桁雪架转伟换”的消布置早方案闭。沿迫42需.5价m跨招度方爬向的雾连接兽体外隐侧边飘设置组两榀主桁恨架，与粉主、渔副楼奥结构第刚接兴。4、然大跨犯减震旷连接日体设长计在1妻5层愁设置蝴与主隙桁架租正交乱的四榀炒次桁崇架，两醉端与冤主钢汇桁架创刚接蹈；主海桁架白弦杆厅及斜裁撑均学延伸碰至主听、副狸楼尽葡端或孔与筒跨体相命连。4、铁大跨比减震轰连接揭体设敲计4、览大跨和减震塘连接叹体设词计4、迫大跨酿减震躺连接裤体设磁计5、欠典型旁节点药设计5、糊典型炼节点剑设计5、拒典型宝节点每设计5、抚典型局节点覆设计城市啄大客慎厅屋废盖滑攀动支护座构斩造6、色单层终双向舍索网倚玻璃殖幕墙6、该单层树双向末索网粒玻璃肆幕墙主体织结构族抗震斩性能罩目标7、奶混合萌减震逆设计7、雾混合碍减震屡设计两栋枕塔楼师核心雨筒严螺重偏录置，扭转碍较严目重；两栋舟塔楼蛮高度满、质蔽量相葡差很纳大，酬且连金接体搬与高驳塔的素一端余端部验（而翁非中加部）记相连住，属严重秀不对应称连雀体高沿层；连接鲜体跨柱度大，达乓42纵.5剥m，达共有教五层旱，结构誉质量豪大。主体扇结构纤特点跨及减椅震措插施主体钓结构糟的特偏点导狡致结桂构扭杰转耦壤连振辣动较献复杂葵。为底减小冈及控忠制主娘体结仰构的存扭转称，除叹在塔托楼长仰向两趁端加怀密框日架柱财外，臂还设肚置了值一批非线环性粘偶滞阻渔尼器。7、搬混合态减震绝设计主体领结构匹特点泊及减陷震措剩施阻尼器的设计参数见下表。阻尼器相对速度与阻尼力关系通过计算得到粘滞阻尼器在大震下对结构的附加阻尼比在4%左右。粘滞案阻尼遵器连伍接节取点7、候混合溉减震专设计阻尼载器布盛置示炒意图7、装混合绑减震卷设计通过泻计算废分析坚发现践，连征接体浸主桁浸架的平面暖内刚斤度对整软体结电构的释动力描特性退有显饮著影叮响。编将主言桁架至中间碎跨作还为调朵整段蔬，对鬼该段考范围但不设潮支撑抢或设鞋支撑郑，以生及采嗓用不匀同刚喝度支告撑的厨情况脖进行奴弹性搂分析模。7、乔混合易减震捡设计连接体中段不设支撑时整体扭转相对较小，而设置较强支撑时整体的扭转会相对较大。故可通过减小连接体中段的刚度来控制整体的扭转效应。同时盒在中攀、大波震计籍算分倾析表现明下报，若拣连体伟结构狮在中仗部能兰上下烤错动诱，将脚显著感减小卷主体侮结构百的扭六转。7、推混合评减震氏设计为实匙现上词述目会的，线连接顷体主林桁架城中间略跨腹奏杆采宗用屈曲动约束众支撑（BR刻B），BR后B在正兆常使拖用及验小震闭下不源屈服蚂，以钱保证筋正常撇使用吐阶段耽的结友构刚湾度，伯在中成、大肌震作烘用下斤，BR检B屈服历耗能粱，连哥接体宿在中刘部可扬上下印错动辨，以饲减小鹅主体铜结构胸扭转元，并同耗能拳保护绝连体披构件嚼。BR巧B设计塘参数睛及布育置位哭置。7、彼混合蛙减震皂设计屈曲烟约束贪支撑解连接损节点7、拒混合回减震仇设计屈曲甘约束特支撑挤布置锦示意罗图7、项混合求减震肆设计7、滤混合犹减震畏设计某屈帝曲约馋束支白撑杆朗件和次与其功相邻赤的柱渔以及塑连体既桁架烘某根趟斜撑丙的耗耳能滞亭回曲筹线对窝比如臭下图纤所示形，BR木B的耗多能能讽力远础远高坛于其渗他构禁件。屈曲约束支撑与其他杆件耗能对比非线退性粘施滞阻唉尼器（速冬度相灭关型仰阻尼只器）志与屈曲轮约束尚支撑BR谈B（位妖移相丢关性爹阻尼塑器）真混合刚应用栗，形冈成混合坟减震监体系，以拦实现业减小搬及控墓制主捐体结对构在疮中、堆大震宰作用阶下扭绸转的里目的内。7、驰混合晒减震鸭设计混合皱减震晋体系壤的构啦成整体菌结构仁计算映分析诊结果采用拦AN少SY产S进乎行动力耗弹塑城性分语析，对加阻恶尼器和不加纱阻尼健器的结榴构进泻行了葡对比申，以清了解号阻尼纵器对砌结构器减震闪效果浙。在财罕遇适地震汤激励云下的袜对比穷如下盛图表米所示微。7、内混合仆减震投设计设置择阻尼早器之境后结构军的地钱震反蛛应明侄显降齿低，组其中忙，加吹阻尼辩器后渐结构姻Y方稠向最借大加秋速度象反应败降低屿了3负6.爆4%愧；结沫构最保大位汤移减背小了疗11它.9帐%；撇层间爬位移侵角减逢小了久约1商0%厉。各层废位移晶包络萄图层间辽位移惕角包惩络图7、嚼混合优减震嘴设计重点汇部位仇结构治计算轻分析叠结果对于连体骂桁架浪钢结瓦构，进俯行了役设置负BR后B和所不设脊置B奏RB违的对仔比分粗析。更不设盯置B拍RB智时，低两榀饿钢结壶构主叉桁架丢有少凑部分帖杆件性发生喷屈服藏，其针余大木部分还杆件艇尚处纳于弹挺性。在连补接体搭中部尾设置偷BR滤B后取，B童RB暗首先弊发生望屈服游，进纽奉入塑锻性状闭态，贴其附讽近的突杆件兴应力有有一加定的允降低保。7、存混合响减震喷设计连体渴主桁参架典时型时架刻应土力云沙图结构屋模型额振动子台试抚验本次博模型奖试验舌的模宿拟重谦点在塌保证阅结构跨刚度祥相似刘，并赞兼顾勇强度礼相似熄。考陪虑振狡动台碰的承汽载能柿力、芽结构轰重量槐等因篮素，币确定贪模型翠与原医型的振相似雀关系刊见下绸表。原结林构设真计的奔阻尼搏器在门单层变间布属置，叮但由致于阻反尼器齐最小阁加工已尺寸秩的限胡制，啄无法芽在缩臂尺模慌型的航单层世间安向装阻喘尼器顺，因诉此采件取了感跨层第布置抛的方挖法。曾保证概阻尼浑的相明似比对关系脱。7、谋混合独减震消设计试验蚕按照促小震种、中豆震、狮大震太的顺托序加友载。蔬输入劫的地敬震波渣同弹确塑性策动力缘瑞分析酒用地使震波验，分储别进相行X喉向、茅Y向班的单险向输期入，宇再进狡行X握+Y刺双向刮输入碰。每款个工即况又膜分为亦安装律阻尼受器（阀有控陶）和陈不安饿装阻响尼器辆（无碌控）全两种对情况说。阻尼提器布滤置侧域立面泪示意辩图制作电完成橡后的倡型试耐验模7、奴混合铜减震洒设计结构凤模型顶振动符台试够验在小崖震和吸中震定下，践结构海未发页现开管裂破度坏现江象，伶可认野为结条构仍巴处于发弹性缠状态过。在针大震判后出顽现裂退缝，慢主要碌出现横在主侧楼筒邪体连括梁端偶部，点层数棚集中叼在2绪5~39愁层之径间，婚可见象上部塞结构揉比较雨薄弱湾,但怖整体南结构菊仍保余持良蹈好的哨整体蜻性。较之隶不安袭装阻腊尼器景，安镇装阻搭尼器残后结孕构柱粮应变钞减小血10闸.6低%~13铺.6服%，筐底部绞剪力已墙应深变减朝小1死4.誉6%~16盈.8妖%，慎主楼那水平剥位移康最大类值减纸小1辉1.碎3%极，副识楼水拣平位桂移最楚大值合减小笼8%苦。7、化混合雁减震社设计8、魄楼板碍应力短分析9、哲结论本工侦程塔父楼核美心筒贡严重身偏置皇，刚存心与记质心壁偏差膝较大确；两溪栋塔底楼高貌度与饰质量倒差异讯较大蚂等特挠点导拉致结功构振以动非暗常复拼杂，军扭转厚振动坊较大镰。为毅此本沃工程痕选用浑了延眯性较挂好的遥圆钢唉管混料凝土薪柱，选并在犹长向昂两端惰加密关柱距逢以减棉小扭温转；宣同时途设置淘了非线踪蝶性粘管滞阻净尼器和屈曲刚约束既支撑顽（B乡丰RB砖），通敏过混合升减震控制税结构努扭转拉振动徒。在连仓体主央桁架快中部横斜腹恢杆采验用屈曲峡约束督支撑陕（B殿RB隙）可以自既可僚保证乎正常限使用蓄下的拨刚度饭，便爱于整偷体提黄升，蕉又可饼使在显中、太大震坏下连帽体中骑部上角、下诊错动稠耗能债，减膏小主港体结妇构的秒扭转曲，并妖保护颈连接晶体其愿他构坦件，垫起到黄“保墨险丝罩”的刷作用克。9、悠结论动力骆弹塑梅性时性程分福析结裙果及饰振动针台模伐型对映比试葛验表盾明，混合补减震可以刚发挥辨其耗靠能减势震作煮用，缝在降仿低结责构位扰移、宗改善赤构件承受力狱状况柿、提父高结厘构整烛体抗絮震性添能以德及降驻低非劫结构依构件改的地礼震反按应等响方面踪蝶都可谅发挥凝有效担作用佛，减犁震效但果明霞显。合肥馅滨湖绕时代巨广场56工程熊概况1.结废构段设亏计57办公锻楼层匀建筑蠢及结虹构布佣置图1.结港构勿设俱计58酒店播层建喊筑及旗结构沸布置吩图1.结顶构饰设观计59空中请花园往层建绘筑及起结构构布置薯图1.结牵构女设桨计60上部裙结构号的解罪决方涉案1.结浊构阶设雁计611.结肾构扭设垃计62采用遭一般即框架—核心嘉筒，漠下部拌有较器多楼羽层扭化转位菌移比畅超过1.火4。采用袖巨型屡框架+框架-核心特筒后肃，结奸构的娘各层拳扭转男位移际比均州满足共规范蹦要求曾。采用设巨型耗框架+框架-核心系筒后腿，结构出未出离现两推肢的校局部映振型痛。1.结工构课设黎计631.结厕构能设突计641.结尾构点设对计楼面双梁支挪承于真“连宿梁”锦设计651.结经构途设笋计地震叉作用辽及参朗数选烤用661.结响构落设惰计地震坐波选圾用及陶时程骄分析671.结就构称设渠计④2层中默风化晚砂质妈泥岩谜：fa阔=8胳00匠kP覆a，压挡缩性宝微小军。④1层强涝风化敬砂质万泥岩免：fa蹈k=隆38馋0k节Pa，Es呆=2淡0.拢0M飞Pa；③层液粉土展夹粉喇质粘喷土：fa打k=述30融0k败Pa，Es喉=1棚5.钱0M已Pa；土层例分布681.结蚂构灶设货计C1栋桩胳基布轰置桩长41米，堤最大仓桩身忍直径3.驱7米，享最大迅扩底上直径5.根3米。69结构灭超限瞒内容1.结败构渗设诸计70结构作抗震膝性能佳目标2.抗震葱性能白化分少析——性能嗽目标71有效宣质量穗系数骗及基蚂底地闭震作眼用效备应2.抗震僚性能钳化分窃析——静力其弹性饰分析72周期谣与振放型2.抗震乡丰性能狮化分两析——静力搜弹性程分析73结构遮扭转泼位移用比2.抗震由性能否化分盐析——静力拦弹性召分析74框架评及剪梯力墙割的剪碍力分俗担百适分比2.抗震骨性能倍化分食析——静力棕弹性裁分析75层间上位移否角比由较2.抗震揪性能架化分纽奉析——静力就弹性钥分析76剪重晓比统巷计2.抗震绞性能糟化分盆析——静力站弹性印分析77层剪贷力比哈较2.抗震掠性能饮化分叶析——弹性杏时程著分析78层间需位移黎角比潜较2.抗震壳性能挪化分汤析——弹性表时程捧分析79楼梯州性能冒目标2.抗震昌性能青化分艇析——等效验弹性萍分析麦（中/大震丈不屈坑服设次计）80中震扣作用恨下受凶拉墙例肢验脆算2.抗震剂性能俊化分翻析——等效毁弹性高分析底（中/大震就不屈料服设赠计）81大震疏作用泰下墙愁肢截漏面验故算2.抗震抱性能振化分嫂析——等效康弹性妻分析耍（中/大震砖不屈效