广州西塔结构设计方案(完整)

1、广州市广州西塔结构设计，广州市珠江新城西塔结构设计介绍方索团，工程概述，广州市珠江新城西塔项目位于珠江新城，广州新城中轴线西，广州新塔与河之间。项目占地31，085平方米，总建筑面积约为448，736平方米。其中地下室4层、商场、停车场、机械设备室、地下4层板块古道19.1米；主塔楼以上103层，高432米，73层以下是写字楼和酒店服务层，高4.5米，以上是高级酒店客房，高3.375米。主塔建筑面积约为250000平方米。工程于2005年十二月二十六日动工，首先进行了基坑支护及土石工程。2006年完成了九月施工图设计，2008年底主体结构被封锁，2010年底竣工并使用。工程概述、工程概述、图3

2、办公标准楼层平面(23层)、办公标准楼层平面(23层)、工程概述、图3办公标准楼层平面(23层)、酒店客房标准楼层平面(78层)、工程概述、项目开发者：广州月首都、结构体系、结构分析、1，2、震动台实验、3、设计难点和解决方案、4，1、结构体系/抗侧力结构体系69层以上，由于建筑使用功能的需要，核心筒内壁取消，仅保留部分核心筒外墙，向内倾斜，升降机井移出核心筒外，巨大水平载荷(包括风荷载和地震作用)引起的倾覆力矩大部分由倾斜网格柱外筒斜柱的轴向力承担，基础剪力大部分由钢筋混凝土内管承担。1，结构体系/抗侧力结构体系，广州西塔细长，长宽比为6.5，平面为三角形，外围由6段曲率不同的圆弧组成。立面

3、从一层挤出到31层，从31层内需到103层，剖面外轮廓也显示为弧线。西塔外部周围共有30根钢-混凝土斜柱横跨空间，节点之间的距离为27米；是。73层以下每节点6层，高4.5米；中选择不同类型的柱。剩下的分成8层，高3.375米。1，结构体系/抗侧力结构体系，广州西塔社交车网特别筒的组成：垂直构件以一定角度相交的斜柱；水平构件是沿外部周长放置的，沿连接轴网节点的环形梁和外部周长放置的，由斜柱支撑的楼板梁。倾斜网格筒的几何组成决定了抵抗水平力的独特优势。横向刚度和扭转刚度也比长方体好得多，但垂直刚度比长方体稍低。水平力由斜柱的轴向力平衡，倾覆力矩引起的垂直力也由与节点相交的斜柱的轴向力平衡。1，结

4、构系统/抗侧力结构系统，斜柱弯矩的原因：一，节间垂直荷载，与斜柱的交点和高度有关。第二个是栅格节点的水平位移。相邻层之间节点的水平变位差异越大，斜柱的柱端弯矩越大。格线节点的水平变位大小取决于斜柱轴向力、平面内的相交角度和平面外的角点，以及格线筒环梁、内筒和外筒之间的拉梁和楼板的轴向刚度。节点的水平约束越强，斜柱剖面的剪切力和弯矩越小，结构的垂直刚度越大。，1，结构体系/抗侧力结构体系，计算分析表明，西塔高度不大，斜柱相交角度不大，13.6334.09，自重引起的弯矩也不大。对每个节点层应用外部字典应力，以防止垂直载荷下栅格节点的外部水平位移，并大大减少斜柱的柱端弯矩和剪力，从而提高结构的垂直

5、刚度。无论是垂直负载还是水平负载，斜柱的主要内力都是轴向力，剪切力和弯矩较小。1、结构体系/抗侧力结构体系、钢管混凝土柱轴向刚度大、承载力高、延性好，充分发挥钢管混凝土结构在风荷载和地震作用下的水平力和倾覆力矩的轴向力优势，效率很高。此外，由于斜柱的底部弯矩、扭矩较小，因此在支撑中释放X、Y、Z方向上的旋转约束几乎不会更改结构自振频率。也就是说，斜柱支撑刚刚连接，或者铰链对结构的横向刚度和构件内力的影响很小，因此简化了支撑的设计和施工。1，结构体系/抗侧力结构体系，钢管混凝土外筒斜柱截面大小：从地基到钢管直径1800mm，壁厚35mm，每节点直径50mm或100mm，顶层钢管直径700 mm，

6、壁厚20mm核心筒外壁厚度：地下室1100mm，会变薄。酒店层以上4层350mm，其余300mm；核心管内壁厚度：500mm。1，结构系统/楼板结构系统，1.2，楼板结构系统一层以下和核心筒内的钢筋混凝土梁，板块厚度130200mm。内外圆柱之间使用梁跨度约815米的钢-混凝土复合地板，I-梁高度通常为450mm，跨度为600mm增加到。办公室地板板块厚度一般为110mm，酒店地板板块厚度一般为130mm，板块跨度在较大的地方部分较厚。1，结构体系/基础，1.3，基础柱塔位置基础板到达微风化泥质砂岩层。考虑到部分柱下岩石间隙比较发达，采用人工挖孔桩(桥墩)基础，持力层均为微风化喷射岩或碎石，设

7、计要求岩石等自然湿度的单轴抗压强度在13MPa以上。档案直径32004800毫米，档案长度约613米。单个文件的垂直载荷力特性值为110000kN247000kN。某些文件具有拉伸要求，单个文件的拉伸载荷力特性值为5000kN15000kN。主塔位置基础底板厚度2.5m、1、结构系统/基础、1、结构系统/主要结构材料、1.4、主要结构材料钢1.4、主要结构材料混凝土：C50档案和基础底板C80C50核心粗细管与剪力墙C70C60外部管混凝土斜柱C90C60外部管混凝土斜柱节点分析模型CFST斜线外筒空间杆单元由于实际节点尺寸大小，常规节点高度为815m，在结构整体计算中，节点通常简化为构件的连

8、接点，因此如何在结构整体计算中模拟节点非常重要。 牙齿部分使用物理单元(图1)和负载单元(图2)模拟节点。通过比较相同力和变位边界条件下的位移，可以确定整个结构中计算的模型是否可以模拟实际节点的刚度。2，结构分析/分析模型，2，结构分析/分析模型，实体模型和构件模型计算变位比较垂直变位径向变位环变位实体模型0.508 1.773 1.029构件模型0.54 2.066 1.443比率1.06 1.17 1.40可以看到实际节点模型的垂直和半径位移与构件2在环位移的情况下，差别很大，但实际构件交点接近圆形，基本轴对称，环位移较小，对结构整体内力的影响很小，因此斜网可以接受结构整体分析的结果，特别

9、是由杆系统。2、结构分析/分析模型、外框钢柱上混凝土的轴向刚度应排除上述节点刚度分析，防止钢管柱上混凝土拉断或拉断下出现裂缝。这样就合理地假定外筒柱可以采用弹性刚度。垂直荷载、风荷载和标准的组合，90层以下的钢混凝土柱中没有张力。90层以上，框架柱的张力，但拉伸变形小于混凝土轴心抗拉强度标准值下的拉伸变形，防止混凝土开裂。2、结构分析/分析模型、钢筋混凝土楼板壳单元核心筒的底部是刚性板。芯管外底为弹性板块刚度减小(0，0.25，0.5)钢筋混凝土内壳单元底钢梁单元连接梁刚度减小系数0.8计算嵌入式零件地下4层(底板顶面)，2，结构分析/分析模型， 结构分析主要输入参数层数：108层(含地下室)

10、风荷载：100年郑在玹期间基本风压0.6kPa地震作用：单向/偶然偏心(5%)/双向地震作用计算：模式分解反应频谱/弹性时程分析/动力弹性塑料分析地震作用方向：结构转换基本周期桶形外部楼板耗尽弹性楼板和中等结构阻尼比：0.04对地震结构阻尼比：0.05重力二次效应(P-效果):考虑楼板水平地震剪切力曹征：考虑楼板框架的总剪切力曹征：考虑，2，结构分析/分析模型，结构设计预期目标结构耐久性：设计寿命11正常使用室内混凝土构件的裂缝宽度为0.3mm是。再现期间在10年的风荷载下，建筑物的顶点加速度为0.2m/s2。荷载力和变位极限状态郑在玹期间100年风荷载、耗尽作用、结构弹性地震作用下，结构的基

11、本弹性；在大地震作用下，结构不会倒塌，可以修理。2，结构分析/分析结果，2.3，分析结果周期和质量参与系数，2，结构分析/分析结果，层间变位角度，2，结构分析/分析结果，水平变位，2，结构分析/分析结果，基础反力钢管混凝土非内筒承受的基底剪切力约占总剪切力的61%，外筒承担约39%。内筒承受的倾覆力矩约占总倾覆力矩的39%，外筒约占61%。2，结构分析/分析结果，垂直负载下的核心管弹性变形度，2，结构分析/分析结果，垂直负载下的外部管弹性变形度，2，结构分析/分析结果，风荷载下的横向变形度，2，结构分析/分析结果，风荷载作用外使用中通过将温度载荷应用于ETABS三维模型进行分析，可以忽略零部件

12、轴向力最大内力设计值的增长率，分别为轮廓柱约1.1、地圈梁约2.2、地圈梁约3.8。，2，结构分析/分析结果，蠕变分析，图9内筒垂直压缩量(一年后)，2，结构分析/分析结果，蠕变分析，图9内筒垂直压缩量(一年后)，结构系统2007年二月14日，中国建筑科学研究院振动台研究所西塔模型几何比恰克满足了1/50，动力和重力相似关系。据调查，结构模型在7度稀有地震作用后仍能保持弹性。3，在振动台试验、振动台试验过程中，结构在各施工条件地震作用下，振动形式是基本的，模型在经历了7度小地震、7度重振、7度罕见地震作用后，自动特性发生了一些变化，结构基本处于弹性状态。模型在经历了8度罕见的地震作用后，主动特

13、性发生了微小的变化，核心筒剪力墙没有明显的裂缝，周围铜管混凝土构件没有明显的屈服。这表明模型结构稍有损伤，模型最大层间位移角为1/133。实验说明，原型结构设计在8度罕见地震的作用下满足规范要求。结构系统，结构分析，4，2，振动台测试，3，设计难点和解决方案，1，4，设计难点和解决方案，4.1抵抗牙齿牵引力是本工程设计的技术难点之一。4，通过设计难点和解决方案，分析，外筒斜柱垂直力传递产生的外部推力可以平衡为钢管混凝土柱本身的剪切力、外圈梁的拉力、与芯筒连接的拉梁和楼板的拉力。一般来说，钢混凝土柱的优点在于承受轴向力，剪力和弯矩过大，会降低钢混凝土柱的载荷能力。钢筋混凝土底部有裂缝宽度限制。因

14、此，牙齿项目使用单独的平面内拉伸系统，该系统由结构件筒体环梁芯管内的闭合回路梁组成，如下图所示。4，设计难点和解决方案，4，设计难点和解决方案，4.2，框架筒体斜柱相交节点问题牙齿项目的第二个主要技术难点是构成倾斜网格特殊框架管的钢管柱“X”形相交节点。建筑师要求两根钢管混凝土柱徐璐穿透。在柱轴交点处，剖面面积最小，轴向力最大。因此，必须设计特殊节点以满足能够承受更大内力的要求，而不增加节点的截面尺寸。4，设计困难和解决方案，我们研究和设计了新节点。使用垂直放置的椭圆形面板连接四个一致的钢管，节点区域内的钢管墙适当加厚，在细腰部设置水平加强环。(如图所示)。牙齿节点形态简洁，力量明确，便于管内混凝土的灌溉。现阶段实验完成，实验证明牙齿节点的承载力和刚度均符合要求。，