【正文】 圖 29 廣州南航大廈典型層結(jié)構(gòu)平面 (3)為了提高角筒、邊柱參與芯筒整體抗彎、共同抵抗水平荷載傾覆力矩的作用，在第 23 層、 40 層兩個避難層，各設(shè)置 高即整層樓高的鋼桁架；同時將該兩層的周邊梁設(shè)計成 500 ㎜179。芯筒 由縱、橫鋼筋混凝土墻體組成，平面外包尺寸為 16m179。 (5)鋼 柱、鋼梁均采用 H 型鋼，但外框架斜鋼柱采用圓鋼管。 主樓建筑平面如圖 26 所示， 產(chǎn)樓建筑平面如圖 27 為大廈的外觀。芯筒的前后兩個邊為通道，開設(shè)了 3m寬的洞口；為了補強，將這兩個邊的墻體加厚。 圖 22 廣州合銀廣 場的結(jié)構(gòu)平面 (a)典型層； (b)加勁層 (3)作為大廈主要抗側(cè)力構(gòu)件的芯筒，平面尺寸較小，芯筒的橫向高寬比值達到 ，抗推剛度顯然不足，為了加強芯筒與框架的整體性，使外圈各框架柱均能更充分地參與抵抗傾覆力矩，以減小結(jié)構(gòu)的頂點側(cè)移和最大層間側(cè)移，分別 20 于大廈的第 1 2 42 層，順芯筒橫墻設(shè)置 4 榀整層高的伸臂鋼桁架，與對應(yīng)框架柱連接，形成剛臂；并沿外圍框架周圈設(shè)置整層高的鋼桁架，形成環(huán)梁。外框架柱還利用寬扁梁進行縱、橫閉合拉結(jié)。鋼筋混凝土芯筒大體上位于樓面的中心部位，芯筒分左、中、右三部分。因為采用的是單斜桿中心支撐，所以，同一軸上的兩列豎向支撐對稱布置。主樓的黃型層結(jié)構(gòu)平面示于圖 19。 (4)大廈的抗震設(shè)防烈度為 7 度。副樓，地面以上33 層，高 120m，公寓面積 179。 (3)支撐筒的角柱，采用鋼筋混凝土柱，其內(nèi)部埋設(shè)三根小鋼柱，用來分別與三個方向支撐的斜桿和水平桿相連接 (圖 17b)。 13 香港中國銀行大樓 ： (1)香 港于 1989 年建成的新的中國銀行大樓，地面以上 70 層，高 315m，屋頂天線的頂端高度為 368m；底段建筑平面為正方形，底層平面尺寸為 52m179。鋼桁架之上為型鋼次梁和以壓型鋼板為底模的組合樓扳。 (6)為減小主樓側(cè)向剛度的劇變，混凝土芯筒截面厚度的變化，與外圈框架鋼柱截面尺寸的變化，不設(shè)置在同一樓層，而是錯開一或兩個樓層。鋼筋混凝土芯筒沿樓面中心的服務(wù)性面積周圍布置，平面尺寸為 179。圖 11(a)為軸線 ○ E 或 ○ F 的結(jié)構(gòu)縱剖面；圖 11(b)為軸線⑤或 ? 結(jié)構(gòu)橫剖面 。 8 大連世界貿(mào)易大廈 ： (1)大連世界貿(mào)易大廈主樓，地下 4 層，埋深 ；地上 51 層，屋面高 202m，建筑總高度為 243m。 21m，外框筒子為 45m179。 7 北京國貿(mào)中心大廈 ： (1)北京于 1989 年建成的中國國際貿(mào)易中心大廈的主樓，建筑面積為 179。 )。 ： (1)結(jié)構(gòu)第一階段抗震設(shè)計，按 7 度、Ⅳ類場地進行結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移驗算。 圖 2 上海環(huán)球金融中心大廈 （ a）大樓上段結(jié)構(gòu)平面；（ b）大樓下段結(jié)構(gòu)平面；（ c）結(jié)構(gòu)剖面 4 圖 3 型鋼混凝土框筒的構(gòu)件代 表性截面 (a)框筒立柱； (b)窗裙梁 (5)根據(jù)地基勘察報告，采取地面下 80m 深的細砂層作為大樓的地基持力層；并采取鋼管樁和筏形基礎(chǔ)。 圖 1 為大廈模型的外觀。同時在工程實踐中，發(fā)揮我院原有的技術(shù)優(yōu)勢，和熟悉天津情況的地利人和等優(yōu)勢條件，把我院的設(shè)計水平提高到一個新的高度，達到與我們大院相匹配的設(shè)計地位。 1 超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與研究 –結(jié)構(gòu)設(shè)計專項課題 前 言 近年來，天津市的城建工作隨著海河開發(fā)和地鐵的建設(shè)工程，尤其的濱海開發(fā)區(qū)戰(zhàn)略的確立，天津市城區(qū)的房地產(chǎn)市場有了非常迅猛的發(fā)展態(tài)式，一大批高檔酒店、高級公寓、高檔寫字樓及高層住宅紛紛投資開發(fā)，許多國內(nèi)外著名的房地產(chǎn)開發(fā)商涌向津門。結(jié)合天津市的自然條件，努力追趕國內(nèi)外的先進技術(shù)水平。 (3)塔樓頂部橫穿樓房的圓形洞口中， 架設(shè)觀光橋廊，并設(shè)置美術(shù)展廳、咖啡廳等，提供了從 400m 高度處眺望上海市及其郊區(qū)美景的休息場所。型鋼混凝土框筒的立柱和窗裙梁的代表性截面如圖 3 所示。 (4)為防止風(fēng)荷載作用下引起大樓使用者的風(fēng)振不適感，分別按重現(xiàn)期為 10年、 5 年、 1 年時大樓頂部風(fēng)速為 48m/s、 44m/s、 37m/s，對大樓進行風(fēng)振加速度驗算。 /21=176。 (3)主樓底層至第 6 層，以及第 23 層和第 38 層，因為層高較大，預(yù)制墻板太重，乃改用抗推剛度相當(dāng)?shù)匿撝?代換混凝土墻板。內(nèi)框筒的平面尺寸為 21m179。 這些支撐和環(huán)梁的設(shè)置，也有利于減小框筒的剪力滯后效應(yīng)，減緩框筒角柱的應(yīng)力集中，提高框筒的整體抗彎能力。 (2)為提高結(jié)構(gòu)體系的抗推剛度，于第 30 層和 45 層，沿芯筒縱、橫墻體，各設(shè)置一道一層樓高的伸臂鋼桁架 (剛臂 )和外圈鋼桁架 (環(huán)梁 )，將外圈鋼柱與芯筒連為一體，參與整體抗彎。 (3)主樓采用“混凝土芯筒 鋼框架”結(jié)構(gòu)體系。主樓 6 層以上的各層樓蓋，采用焊接工字形鋼梁和以壓型鋼板為底模的現(xiàn)澆混凝土組合樓板。 ，采用直接擱置于角筒上的大跨度鋼桁架來承托。溫度變化引起的弦桿附加軸力最大值達 30%。 14 圖 17 香港中國銀行的立體支撐體系 (a)內(nèi)、外支撐的平面位置； (b)鋼筋混凝土角柱； (c)南立面大型支撐 (2)每片支撐“ A”，是以 13 個樓層高度為一個節(jié)間 (圖 17c)，每隔 12 個樓層 設(shè)置一道一層樓高的桁架式水平桿；支撐的每根斜桿均跨越 12 個樓層高度，斜桿的傾角接近 45 度。 104 ㎡。 圖 18 為地王大廈建成后的主樓外觀。樓面外圈框 架由鋼梁和矩形鋼管混凝土柱構(gòu)成，樓面中段，外柱的位置與芯筒各片橫墻對齊，柱距為；樓面兩端的半徑為 的半圓部分，沿外緣均勻地布置 5 根外柱。 ③于軸線 ○B(yǎng) ~○G，在軸線① —— ②和⑤ —— ⑥兩個柱間內(nèi)，各設(shè)置一列由型鋼斜桿組成的豎向支撐 (圖 20b)，以提高 ○ B、 ○G軸線構(gòu)件因負擔(dān)半圓形樓面水平荷載而需加強的抗推剛度和承載力。 ： (1)樓主體結(jié)構(gòu)采用由鋼管混凝土柱 組成的芯筒框架體系。每個剛性層內(nèi)，沿房屋橫向設(shè)置 8 榀伸臂桁架，將外圈鋼管混凝土框架柱與鋼筋混 凝土芯筒相連接，形成橫向剛臂。根據(jù)建筑物的使用功能分區(qū)和樓面布局，大廈主體結(jié)構(gòu)采用鋼管混凝土框架 芯筒體系，樓面中心部位設(shè)置由縱向和橫向型鋼混凝土墻體組成的芯筒，樓面外圈采用由鋼管混凝土柱與鋼筋混凝土梁構(gòu)成的框架，縱向柱距為 ，橫向柱距為 7m 和 ，大廈典型樓層的結(jié)構(gòu)平面示于圖 22(a)。芯筒的高寬比為 。主樓高層部分，且其長軸轉(zhuǎn) 至 45 度方向。 (4)混凝土強度等級：轉(zhuǎn)換層以下，芯筒和框架采用 C50，樓板為 C40；轉(zhuǎn)換層以上各層，芯筒采用 C40，樓板為 C30。 (2)主樓采用芯筒 框架結(jié)構(gòu)體系。圖 29 為大廈的典型層結(jié)構(gòu)平面。 。各層樓蓋采用以壓型鋼板為底模的組合樓板。采用鋼框架 支撐芯筒 剛臂體系。 (4)地面以上采用鋼結(jié)構(gòu)，地下三層采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，全部鋼柱均延伸至基礎(chǔ)底板 。 ： 天津地鐵大廈工程地下三層，地上 41 層 (不含夾層 )，自室外地面算起主體高度約為 165m，采用鋼管 混凝土 柱 框架 —— 型鋼 混凝土核心筒結(jié)構(gòu)體系，建筑物寬 ，為加強整體剛度，每層均布置為井字梁結(jié)構(gòu)，混凝土抗震墻端部暗柱均設(shè)置型鋼，以提高墻體延性。主體部分樁尖選在地表以下的 57m 的粉土層上，樁長為 42m，直徑為 800 ㎜，考慮到主體部分荷載大，故采用大直徑鉆孔灌注樁，其單樁承載力特征值約為 3200KN。因下部 1~5 層為大堂入口、大型商場等大開間的需要，外框壁柱不能落地而采用了部分框剪力墻結(jié)構(gòu)。內(nèi)外筒 距10m左右，其高寬比 X 方向為 4， Y 方向為 5。 裙房柱網(wǎng)為 9m179。11 層 為 一個 25m 高的共享空間，中央 為 獨立的琉璃小塔，形成 “ 塔中塔 ” 的建筑造型。同時，對三層樓板、樓面梁予以加強，在塔體和基座之間形成一個過渡層，以減緩樓層剛度的變化幅度 。 同時，將 塔體 “ 飛檐 ” 設(shè)計 成 鋼管桁架 結(jié)構(gòu) (圖 32)，相當(dāng)于筒 體 的水平剛性加勁肋，作用效果相當(dāng)明顯 。 36 圖 33“ 斜柱節(jié)點 ” 大樣 及 等效應(yīng)力 SEQV 圖 圖 34 水平傳力路線圖 37 橫濱陸地標(biāo)志大樓 ： 所在地：神奈川縣橫濱市西區(qū)港未來 22 樓層總面積： 392284 ㎡ 層數(shù)：高層 地下 3 層，地下 70 層，塔樓 3 層 裙房：地下 4 層，地下 5 層一部分 7 層，塔樓 1 層 用途：辦公樓，賓館，商場，文化設(shè)施，停車場 高度： 296m 圖 182 制振裝置 圖 183 骨架模型 ： 結(jié)構(gòu)類別：基礎(chǔ) 直接基礎(chǔ) 框架 8 層以下 鋼骨鋼筋混凝土、一部分鋼筋混凝土 9 層以上 鋼結(jié)構(gòu) 橫濱陸地大樓是日本最高 (296m)的超高層建筑，也是具有辦公樓178。本建筑的周期為 6s，風(fēng)荷載比地震作用更大，除了順風(fēng)向的荷載作用之外，還分析了垂直風(fēng)作用方向的擺動，對動態(tài)的抗風(fēng)設(shè)計和扭轉(zhuǎn)振動都做了研究。 (2)建筑物的下層 (8 層以下 )只有在四個角上有外周框架，沒有形成筒結(jié)構(gòu)。 ： 結(jié)構(gòu)類別：高層 鋼結(jié)構(gòu) 低層 鋼筋混凝土，鋼結(jié)構(gòu) 案： 建筑物的高寬比 (高度和標(biāo)準(zhǔn)層的短邊邊長之比 )為 7，比例細長。 巨型桁架和與之相連的地下框架是把高層大樓的內(nèi)力傳給基礎(chǔ)的剛性框架，圖 1149 長邊方向框架 圖 11410 短邊方向框架 42 由箱型柱、箱型梁、鋼板抗震墻和軸向支撐等構(gòu)件構(gòu)成。 (2)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) 建筑用地的填土層厚約 20m，其下面的沖積粘土層的固結(jié)沉陷正在進行中。 圖 11413 制振裝置 44 臨空 GATE 塔樓 ： 所在地：大阪府泉左野市臨空往來北 1 番 樓層總面積： ㎡ 層數(shù)：地上 56 層，地下 2 層 高度： 256m ： 結(jié)構(gòu)類別：基礎(chǔ) 現(xiàn)場灌注混凝土樁 框架 地下：鋼骨鋼筋混凝土，鋼筋混凝土 地上：鋼結(jié)構(gòu) (1~27 層柱為鋼骨鋼筋混凝土 ) ： 臨空 GATE 塔樓因為是高度達 256m的超高層 大樓和位于臨海地區(qū)，所以，結(jié)構(gòu)方案中不僅 以抗震設(shè)計為重點，抗風(fēng)設(shè)計也被放在了重點位置上。 本建筑物的高寬比很大，在臺風(fēng)和地震時受水平力的影響，柱子的軸向伸縮會產(chǎn)生很大的彎曲變形，如何提高框架的水平剛度及扭轉(zhuǎn)剛度 ，成為最大的課題。 本建筑物因為平面呈雁行形狀，平面主軸與框架軸間有偏斜，若僅沿框架軸方向輸入地震波，反應(yīng)值較小，對柱子的計算偏不安全。 47 三 .金茂大廈的結(jié)構(gòu)設(shè)計分析專篇 金茂大廈 ： (1)金茂大廈位于上海浦東新區(qū)陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)，由塔樓和裙房組成。 (3)塔樓的高寬比為 ，若僅計算到 頂部的居住樓層，則為 。水平剪力主要由芯筒承擔(dān)；巨型翼柱除承擔(dān)重力荷載外，還承擔(dān)傾覆力矩引起的軸向壓力或軸 向拉力。 50 金茂大廈抗側(cè)力構(gòu)件截面尺寸 表 1 所在樓層 鋼筋混凝土芯筒 型鋼混凝土翼柱 周邊墻厚(㎜ ) 內(nèi)隔墻厚(㎜ ) 混凝土 強度等級 截面尺寸 (㎜179。為防止基礎(chǔ)因溫度變化和混凝土收縮而產(chǎn)生裂縫，在板面配置兩層 ?8100 鋼筋網(wǎng)；在板底，至少配置兩層受力鋼筋。 (3)大廈的模型風(fēng)洞試驗，考慮了建筑場地周邊環(huán)境的現(xiàn)狀 (多幢 10 層樓房 )和遠期發(fā)展 (多幢 30~40 層樓房和兩幢特高樓房 )兩種情況，根據(jù)風(fēng)洞試驗數(shù)據(jù)計算所得塔樓頂點的側(cè)移角、風(fēng)振加速度和扭轉(zhuǎn)振動速度，分別列于表 2 和表 3。 7 度地震作用下結(jié)構(gòu)的基底剪力和彈性側(cè)移 表 4 項目 基底剪力 (kN) 結(jié)構(gòu)頂點側(cè)移角 ue/H 最大層間側(cè)移角 △ ue/h 7 度彈性分析 1/845 1/750 (5)自振特性 實測自振周期依次為 、 、 、 、 ，未測扭轉(zhuǎn)周期。 風(fēng)對建筑物的作用與建筑物的幾何外形有直接的關(guān)系。 隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)和計算流體技術(shù)的飛速發(fā)展，應(yīng)用“數(shù)值風(fēng)洞”技術(shù)對結(jié)構(gòu)周圍的風(fēng)場進行模擬已成為可能。 橫風(fēng)向風(fēng)振 對非圓形截面的結(jié)構(gòu)，橫風(fēng)向風(fēng)振的等效風(fēng)荷載宜通過空氣彈性模型的風(fēng)洞試驗確定；也可參考有關(guān)資料確定。實驗室有一批由教授、副教授和講師 組成的研究隊伍