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、探基础咽与地屠下室许设计地下钢室“富隔水-排水谁”抗倦浮设跪计3、买上部浙结构仓体系本工照程地办下4谋层，末地上隶分为按主楼临、副掏楼及帜裙楼航，主满楼和扇副楼慌在1~8层摇与裙乒楼连发接为骗一个痒整体膛。该工显程建小筑抗惩震设蜜防类盲别为竟乙类敲，抗蛛震设仰防烈尾度为亚6度员，设家计基雀本地握震加涨速度碗为0少.0续5g功，场林地类欣别为放II使类。二~八层哭平面主楼邻、副盖楼均溪采用鹿“圆钢裕管混僻凝土较柱+咬H型絮钢梁烈或钢感桁架族+钢朴筋混听凝土年核心端筒”混拿合结就构体愁系。上部惭结构九层宾平面3、群上部酷结构至体系十层目平面3、耽上部纠结构帮体系两塔菊楼核而心筒常偏置健一侧仓，为读减小位扭转告，在篮主副核楼南致北两瞎侧设车置密割柱，常加强鹅框架弃梁，夜形成狱较大疼刚度仿框架直，提笑高结让构整闹体扭凉转刚贿度。副楼主楼十一~十五层平羞面3、盯上部珠结构纳体系副楼连接体主楼3、队上部食结构销体系十六~二十载一层平键面二十桃二层~四十痛六层平怒面主楼3、盈上部腰结构玩体系结构三维模型3、顶上部酸结构驴体系3、茧上部慰结构辨体系3、略上部娘结构永体系3、亡上部捧结构语体系4、因大跨鸦减震播连接哗体设迁计主楼梨与副湿楼在珠16~20揉层通砍过钢怠结构虑连体识相连予，采直用刚戴接方破式，肆主副五楼之酱间的上相互搅约束额作用药增大浑了结途构自更身的料抗扭翅扭转山。连接复体采鼻用“2榀阔主桁仗架+茶次桁稿架转存换”的舅布置脂方案芬。沿沉42间.5唐m跨罢度方仗向的线连接拆体外谷侧边壮设置疯两榀主桁些架，与溪主、湿副楼劫结构露刚接天。4、拼大跨腰减震壮连接禾体设晨计在1馒5层页设置蔽与主谊桁架至正交支的四榀领次桁淡架，两通端与镰主钢凉桁架焰刚接宪；主裳桁架馆弦杆世及斜土撑均假延伸洪至主护、副见楼尽幻玉端或窗与筒狂体相廉连。4、蹈大跨利减震纲连接萝体设教计4、需大跨险减震厉连接泰体设元计4、绪大跨择减震秩连接蒸体设饭计5、泛典型祖节点融设计5、梨典型育节点纯设计5、细典型呼节点经设计5、福典型知节点缸设计城市闷大客士厅屋乖盖滑谜动支悔座构悄造6、减单层姿双向注索网浮玻璃撒幕墙6、少单层虫双向炎索网押玻璃阶幕墙主体铜结构法抗震绑性能草目标7、茂混合欢减震拒设计7、哄混合串减震幼设计两栋烦塔楼江核心佛筒严及重偏坊置，扭转俗较严解重；两栋赠塔楼电高度穴、质范量相夕差很努大，猜且连斜接体揪与高礼塔的旬一端询端部但（而明非中宗部）枕相连珍，属严重降不对叶称连城体高劳层；连接递体跨素度大，达伏42含.5险m，岩共有记五层亮，结构杆质量唤大。主体穗结构肢特点筋及减扰震措隶施主体糊结构娘的特亭点导肠致结苦构扭理转耦部连振免动较裹复杂券。为锻减小拼及控娘制主诞体结筑构的宪扭转现，除遵在塔叉楼长羊向两毫端加感密框档架柱者外，惨还设晓置了龙一批非线够性粘钳滞阻姐尼器。7、被混合窗减震灰设计主体蜘结构虏特点摩及减霸震措可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。粘滞编阻尼简器连眨接节户点7、迹混合教减震跃设计阻尼故器布诉置示肾意图7、锤混合涂减震攀设计通过惧计算煤分析填发现摄，连司接体敢主桁箱架的平面疮内刚搁度对整厘体结葡构的呀动力贴特性姻有显指著影胸响。先将主蛙桁架闸中间砍跨作做为调酸整段托，对达该段升范围铃不设剧支撑惹或设唇支撑笑，以阻及采们用不题同刚馅度支只撑的很情况姑进行盏弹性挠分析米。7、刮混合检减震丽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。同时脉在中夫、大订震计截算分鱼析表鞭明下钞，若很连体哨结构唱在中励部能近上下恳错动桥，将毫显著遣减小恩主体百结构洲的扭封转。7、贿混合听减震写设计为实渠现上蜘述目恒的，站连接丹体主胳桁架走中间轻跨腹残杆采揭用屈曲虚约束衡支撑（BR颜B），BR酒B在正颗常使睁用及伪小震汤下不扔屈服施，以芳保证穗正常巴使用坟阶段钻的结鼠构刚和度，摧在中葱、大心震作杯用下储，BR岁B屈服鉴耗能迅，连驾接体嗓在中圣部可睬上下数错动贵，以牧减小置主体担结构陷扭转争，并刮耗能谣保护气连体疗构件通。BR驰B设计烈参数立及布兔置位校置。7、粮混合按减震孝设计屈曲灿约束眨支撑伟连接血节点7、朵混合坛减震娃设计屈曲学约束邮支撑盖布置雕示意阔图7、边混合伴减震哨设计7、锤混合既减震矛设计某屈拆曲约及束支清撑杆免件和灵与其贿相邻程的柱鸭以及飘连体工桁架阳某根智斜撑冲的耗肌能滞腹回曲在线对勇比如距下图狂所示让，BR安B的耗还能能煎力远碌远高棋于其拘他构站件。屈曲约束支撑与其他杆件耗能对比非线块性粘见滞阻挑尼器（速营度相究关型鼠阻尼届器）殖与屈曲纸约束戚支撑BR蒸B（位稿移相府关性雄阻尼诊器）练混合并应用古，形领成混合据减震富体系，以像实现运减小您及控刺制主允体结埋构在茎中、跨大震绩作用机下扭脏转的涨目的俩。7、开混合傍减震问设计混合铺减震允体系塔的构低成整体要结构畅计算有分析帮结果采用构AN吧SY粗S进立行动力弄弹塑耐性分哈析，对加阻辆尼器和不加明阻尼白器的结点构进叔行了骄对比希，以宣了解普阻尼蒸器对龟结构瞎减震胶效果仔。在勤罕遇梨地震胞激励浙下的枣对比杨如下丝式图表嗽所示粮。7、贵混合白减震摘设计设置塑阻尼杠器之任后结构赢的地佳震反李应明面显降称低，批其中曾，加泊阻尼庆器后猎结构焦Y方摄向最童大加桑速度侧反应弱降低槐了3唇6.追4%水；结蔑构最复大位汇移减浑小了先11雁.9放%；纱层间和位移银角减网小了鞠约1洲0%理。各层喝位移绑包络主图层间予位移妄角包菠络图7、澡混合丝式减震良设计重点论部位业结构输计算找分析犁结果对于连体慰桁架裕钢结毒构，进图行了聋设置犬BR御B和失不设裕置B脱RB趣的对扛比分腊析。纠不设半置B目RB检时，久两榀霉钢结角构主析桁架控有少茧部分贞杆件淡发生御屈服吴，其龄余大窝部分个杆件止尚处宗于弹歌性。在连巴接体皆中部黄设置闻BR骗B后否，B见RB浑首先致发生股屈服西，进罚入塑捡性状掠态，垮其附莫近的劝杆件葱应力受有一蛇定的辞降低灭。7、财混合纱减震缴设计连体剂主桁貌架典膊型时附刻应沙力云蚁图结构妨模型渐振动夏台试喉验本次赚模型做试验慕的模叙拟重访点在威保证邮结构曲刚度讯相似扰，并擦兼顾列强度恨相似碗。考干虑振嫩动台炒的承他载能州力、卧结构鬼重量效等因证素，始确定串模型图与原驾型的镇相似夹关系筋见下廉表。原结蹄构设雕计的漠阻尼颤器在窗单层汁间布抽置，律但由蛮于阻虹尼器录最小讯加工注尺寸良的限侄制，松无法肯在缩耻尺模垫型的腊单层粗间安肌装阻汪尼器针，因办此采涛取了足跨层悟布置秃的方避法。祖保证碌阻尼闪的相义似比屋关系冠。7、朝混合争减震争设计试验危按照约小震私、中圣震、归大震乎的顺箭序加经载。抚输入抢的地击震波婚同弹小塑性户动力师分析特用地撕震波拨，分趟别进肉行X往向、焰Y向昌的单魔向输凝入，番再进逝行X均+Y腐双向删输入开。每传个工奖况又桂分为蛇安装疏阻尼臂器（鸭有控裙）和赔不安集装阻粗尼器德（无舒控）描两种仪情况始。阻尼驱器布慰置侧忘立面行示意桃图制作反完成忽后的访型试舱验模7、稻混合禁减震仍设计结构泳模型店振动红台试临验在小照震和乒中震春下，衡结构榆未发血现开迅裂破障坏现则象，博可认谨为结态构仍消处于爸弹性脊状态违。在肠大震迎后出闹现裂卫缝，位主要楼出现弹在主遇楼筒规体连早梁端亡部，全层数傍集中熟在2园5~39够层之爷间，乞可见雪上部源结构闯比较宣薄弱召,但煎整体五结构考仍保凯持良价好的福整体驻性。较之抓不安册装阻昼尼器禽，安芝装阻障尼器鸽后结扎构柱倍应变些减小搭10策.6榆%~13挠.6露%，醋底部平剪力婆墙应屠变减参小1地4.堂6%~16政.8垮%，乏主楼块水平仪位移腐最大宇值减谨小1列1.醋3%咽，副罗楼水晨平位蜜移最滴大值棕减小屿8%作。7、唤混合拦减震相设计8、毙楼板贺应力浪分析9、乡丰结论本工窃程塔虎楼核患心筒逝严重脆偏置袋，刚待心与站质心刊偏差旗较大嘴；两落栋塔蛮楼高良度与该质量要差异什较大花等特唉点导腐致结葵构振容动非播常复姨杂，脾扭转寺振动仪较大没。为促此本械工程晌选用破了延报性较恼好的百圆钢港管混迁凝土窝柱，对并在押长向灾两端恨加密躁柱距知以减今小扭容转；洲同时条设置栗了非线才性粘备滞阻诸尼器和屈曲耍约束别支撑裁（B著RB叠），通认过混合踏减震控制验结构遣扭转绒振动火。在连决体主肠桁架喂中部浊斜腹夏杆采让用屈曲馋约束做支撑乞（B赏RB慢）可以寇既可斗保证摇正常卧使用诵下的融刚度丘，便援于整商体提扣升，脱又可果使在刑中、袄大震喜下连苗体中尾部上亚、下墨错动沟耗能幕，减劫小主户体结连构的弟扭转刮，并锋保护稍连接啊体其劈燕他构钳件，屠起到灭“保摔险丝见”的减作用卫。9、驻结论动力砍弹塑砍性时欺程分盾析结仰果及吴振动虎台模召型对冤比试慰验表塘明，混合队减震可以雷发挥叼其耗划能减荣震作抗用，棵在降陆低结滴构位稿移、港改善逝构件稼受力蜻状况雄、提榴高结裂构整辣体抗丝式震性销能以惕及降汁低非貌结构臂构件片的地乓震反认应等爬方面灾都可阻发挥课有效被作用赛，减疫震效嚼果明某显。合肥搜滨湖愚时代忍广场56工程炸概况1.结主构墓设些计57办公倾楼层恐建筑悬及结础构布肾置图1.结醒构礼设追计58酒店君层建枝筑及仿结构科布置们图1.结搅构霞设黄计59空中便花园压层建峡筑及朗结构洪布置仗图1.结活构亏设虾计60上部并结构瞧的解敏决方凶案1.结亲构勾设弦计611.结暖构牛设亭计62采用辈一般精框架—核心箩筒，港下部夹有较离多楼浴层扭箱转位画移比愤超过1.歉4。采用茎巨型处框架+框架-核心帆筒后羞，结毒构的否各层虚扭转奏位移大比均氧满足让规范粗要求幅。采用膏巨型序框架+框架-核心合筒后农，结构乏未出零现两提肢的敬局部绕振型认。1.结跨构使设骡计631.结象构软设败计641.结输构舍设烤计楼面员梁支元承于决“连题梁”毕设计651.结叨构镰设盆计地震欲作用历及参喷数选步用661.结惕构枝设蓬计地震美波选逃用及牛时程圈分析671.结钉构报设蕉计④2层中灯风化灿砂质尾泥岩炊：fa泉=8原00业kP耻a，压现缩性判微小甚。④1层强陕风化迷砂质牌泥岩锻：fa榴k=久38丈0k遵Pa，Es爹=2耳0.按0M席Pa；③层祸粉土蜂夹粉病质粘傅土：fa棵k=运30沈0k侍Pa，Es吴=1示5.此0M面Pa；土层蚀分布681.结牺构孙设劝计C1栋桩泽基布喂置桩长41米，谅最大浪桩身控直径3.狂7米，尖最大徒扩底专直径5.融3米。69结构络超限页内容1.结抗构咸设好计70结构纹抗震蚕性能赶目标2.抗震钱性能懒化分孟析——性能妙目标71有效枯质量超系数郊及基感底地渴震作显用效迟应2.抗震梯性能梯化分叉析——静力验弹性榨分析72周期攻与振活型2.抗震荣性能撤化分龙析——静力缺弹性慕分析73结构垄扭转戏位移翁比2.抗震急性能矮化分座析——静力虑弹性贼分析74框架惊及剪歪力墙耗的剪果力分果担百葛分比2.抗震律性能迅化分至析——静力忌弹性颜分析75层间饮位移党角比孟较2.抗震余性能史化分瞒析——静力胖弹性骆分析76剪重杆比统访计2.抗震遗性能轻化分烫析——静力首弹性愉分析77层剪慕力比厕较2.抗震眼性能越化分睛析——弹性值时程宝分析78层间缎位移单角比俭较2.抗震原性能印化分宁析——弹性甩时程纱分析79楼梯忘性能祸目标2.抗震废性能斜化分净析——等效刃弹性守分析霉（中/大震罗不屈蛾服设覆计）80中震范作用守下受脉拉墙沟肢验违算2.抗震怜性能钢化分根析——等效互弹性抬分析熊（中/大震蛾不屈维服设鄙计）81大震棵作用稼下墙揉肢截步面验穗算2.抗震巩性能躺化分桑