【正文】 心筒的內(nèi)力，提高了整體結(jié)構(gòu)的抗震性能。由 ANSYS 的內(nèi) 力分析可以看出： 各條拱相交后形成的空間結(jié)構(gòu)體系空間整體作用明顯 ； 桿件內(nèi)力分布 呈“ 桿 ”的受力 特征，各條拱實際起到支撐的作用 ， 其變形以剪切型變形為主 ； 組合結(jié)構(gòu)分工明確，受力合理，八根組合角柱承擔(dān)了頂部結(jié)構(gòu)的豎向垂直荷載，而水平荷載基本上由空間拱形網(wǎng)筒承擔(dān)。 (2)空曠頂部結(jié)構(gòu)的處理 11 層的共享空間高 25m， 構(gòu)成“ 塔中塔 ” 造型的懸臂筒 由于與其他構(gòu)件沒有連接，因而整個 共享空間 僅由塔身外側(cè)的 八 根 角柱 支撐， 而且， 本工程的 頂部結(jié)構(gòu) 不僅 要有足夠的抗推剛度以抵御水平荷載的作 用， 還 要有足夠的強(qiáng)度和剛度以承受 來自螺旋 鋼梯 和 休息平臺 的 豎向荷載 ，而以 八 根 角柱組成框架結(jié)構(gòu)， 顯然不能滿足要求。采用鋼管混凝土柱有效地提高了這些桿件的承載力和延性 ,也改善了與 裙房混凝土結(jié)構(gòu)協(xié)同工作 的能力 。 (4)主 塔層層內(nèi)收，層間錯柱 的 豎向傳力采 用 了 ―斜柱節(jié)點(diǎn) ‖。 (2)豎向由 不同 結(jié)構(gòu) 體系組合而成：底部大底盤采用 型 鋼混凝土核心筒 —鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，部分采用鋼管混凝土柱 ，； 中部主塔為 型 鋼混凝土核心筒 —鋼框架結(jié)構(gòu)體系；頂部空曠共享部分采用空間拱型網(wǎng)筒 —鋼框柱組合結(jié)構(gòu)，其中 “ 塔中塔 ” 造型為豎向懸臂筒 (圖 21)。兩部玻璃鋼梯對稱盤旋而上，獨(dú)具匠心 (圖 11，圖 12)。 33 中國水利博物館 ： 中國水利博物館位于杭州市蕭山區(qū)， 屬 國家級博物館，總建筑面積 36000㎡ ，主體高度 108m，塔尖高度 128m，局部一層地下室，地下室 底板 埋深 ，地上 11 層，其中 3~10 層各層 間含 回廊層 ， 基座 裙房 平面呈圓形 ，外形為 臺階狀退臺， 三 層以上為 主 塔，平面形狀 呈 對稱八角形， 仿照 古塔的風(fēng)格，層層內(nèi)收 。主樓與裙房均采用擋土圍護(hù)墻及承重三位一體的地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計。 27m空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。 9m，采用無梁樓蓋結(jié)構(gòu)形式板厚 300 ㎜。其結(jié)構(gòu)第一自振周期約 ，最大的水平位移約 80 ㎜。為滿足建筑使用功能的需要及施工單位的要求， 47 層主樓與 5 層裙房之間，沒有設(shè)置沉降縫，采用調(diào)整基礎(chǔ)底板厚度及地下連續(xù)深度等技術(shù)措施，經(jīng)過沉降計算，有較的控制沉降差異，以滿足結(jié)構(gòu)及各方的要求。一年后通過檢測， C55 混凝土后期強(qiáng)度已經(jīng)超過 C60。 因本工程采用高強(qiáng)度混凝土，為解決施工澆灌高強(qiáng)度混凝土的困難，并保證質(zhì)量，本工程充分利用了混凝土的后期強(qiáng)度指標(biāo)，以達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度要求。各層截面尺寸及混凝土強(qiáng)度等級，由下至上均勻遞減，以調(diào)整結(jié)構(gòu)豎向剛度。并在結(jié)構(gòu) 短柱內(nèi)設(shè)置核心柱，從而增加了延性，避免形成對抗震不利的典型框支柱。 1600 ㎜，框支柱截面 為 1500 ㎜179。本工程利用 6層為結(jié)構(gòu)剛度轉(zhuǎn)換層。 Y 方向柱距為 ，隨弧而置， X 方向柱距為 。 ： 本工程結(jié)構(gòu)體系采用全現(xiàn)澆鋼筋混凝土筒中筒結(jié)構(gòu)。 地鐵大廈立面圖 31 天津市金皇大廈 ： 金皇大廈位于天津市河西區(qū)南京路東側(cè) (見圖 )，總建筑面積 94800 ㎡，是一幢綜合性的大型民用建筑。綜合墻、柱沖切驗算及減少主體和地下室裙房之間的沉降量及地下室整體剛度等因素，擬將主體部分底板厚度取為 2500㎜左右，裙房部分地下室底板厚度取為 1200 ㎜。 根據(jù)《巖土工程勘察報告》的結(jié)論和建議，采用樁基。 ，ф 650179。 主體鋼管混凝土柱：ф 1200179。 柱網(wǎng)沿建筑物的縱向基本采用 ，沿建筑物的橫向基本采用 柱距。地下二、三層為汽車庫，地下一層是為地鐵一號線海光寺站 2 號、 3 號出口服務(wù)的集散廳及附屬設(shè)備用房 ，地上為地鐵集散廳出口、營業(yè)廳、餐飲、辦公及會所。 圖 34 支撐芯筒 剛臂 體系結(jié)構(gòu)剖面 29 天津地鐵大廈工程 ： 本工程為天津地鐵大廈暨地鐵海光寺站。各層樓板均采用波高 51 ㎜壓型鋼板上澆 69 ㎜厚的組合樓板。地上鋼柱采用 H 型鋼和矩形鋼管，鋼梁采用工字形截面。結(jié)構(gòu)剖面示于圖 34。利用樓房的設(shè)備層和避難層，于第 22 和 23 層設(shè)置一道兩層樓高的剛性伸臂桁架和周邊桁架，于第 3 53 層各設(shè)置一道一層樓高的剛性伸臂桁架和周邊桁架，形成三個加勁層。 。兩對邊 鋼框架軸線間的距離為 179。 28 (2)建筑平面為近似橢圓的長方形，典型層結(jié)構(gòu)平面如圖 33 所示。 12m 圖 32a 賽格廣場大廈的加勁層 27 天津國貿(mào)中心 ： 天津國貿(mào)中心是一座集會議、酒店、寫字樓及高級公寓于一身的綜合性大廈，建筑面積 23 萬㎡ (其中地上 萬㎡，地下 萬㎡ )。圖 32b 為塔樓第 71 層的帽桁架設(shè)置情況。塔樓的典型層結(jié)構(gòu)平面和結(jié)構(gòu)剖面，如圖 31 所示。樓面角部的柱距為 。為進(jìn)一步提高芯筒的抗推剛度和受剪 承載力，在芯筒內(nèi)部沿縱、橫方向各增設(shè)四道鋼筋混 凝土墻體。芯筒是由中心距為 ~ 28 根密排鋼管混凝土柱、各層樓蓋鋼梁及柱間鋼筋混凝土墻所組成的筒體，芯筒的平面尺寸 (軸線 )為 179。塔樓屋面設(shè)置直升飛機(jī)停機(jī)坪。 (2)塔樓建筑平面為八邊形，其周邊的縱、橫向軸線間尺寸為 179。 104 ㎡。 2700 ㎜的鋼筋混凝土大梁。 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。400 ㎜的后張有粘結(jié)、部分預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土扁梁加強(qiáng)連接。 ② 8 根邊柱，地下三層至地上 6 層，采用直徑為 的鋼管混凝土柱；第7~20 層，采用鋼管混凝土芯柱，鋼管直徑為 350 ㎜； 20 層以上，改為鋼筋混凝土平板，板厚 200 ㎜。外圈框架： ① 4 根角柱采用平面尺寸為 5m179。芯筒 由縱、橫鋼筋混凝土墻體組成，平面外包尺寸為 16m179?？拐鹪O(shè)防烈度為 7 度。主樓，地下三層，地下室底板面標(biāo)高 ；地上 61 層，高 189m，上有屋項小塔樓 5層，屋面標(biāo)高為 204m。 (6)主樓基礎(chǔ)采用 ф609mm14mm的鋼管樁，單樁設(shè)計承載力為 3500kN。 (5)鋼 柱、鋼梁均采用 H 型鋼，但外框架斜鋼柱采用圓鋼管。 (3)各層樓蓋采用以壓型鋼板為底模的現(xiàn)澆鋼筋混凝土組合樓板。圖 28 給出主樓結(jié)構(gòu)體系的平面和剖面示意圖。地下部分，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 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。主樓，地面以上的低層部分， 設(shè)銀行、商店、餐廳等商業(yè)設(shè)施；中層部分，為辦公用房，層高為；高層部分，為單元辦公用房，層高為 。主樓地面以上總建筑面積為 104m2。 、中心距為 ，采用了梁式樓蓋。芯筒的前后兩個邊為通道，開設(shè)了 3m寬的洞口；為了補(bǔ)強(qiáng)，將這兩個邊的墻體加厚。 圖 25 深圳市八一大廈典型層結(jié)構(gòu)平面 ，邊長 10m，總寬度為 25m。房屋的高寬比為 。圖 23 為大廈的結(jié)構(gòu)剖面。 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(dá)到 ，抗推剛度顯然不足，為了加強(qiáng)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(diǎn)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。大廈中部的高寬比，長向和短向分別為 和 。本工程按 7 度進(jìn)行抗震設(shè)防。 圖 21 廣州新中國大廈的鋼管混凝土“芯筒 框架”體系 (a)典型層結(jié)構(gòu)平面； (b)結(jié)構(gòu)剖面 19 合銀廣場大廈 ： (1)廣州市于 2020 年建成的合銀廣場大廈，地面以下 4 層，地下室底板面標(biāo)高為 ；地面以上 56 層，屋面標(biāo)高 208m，屋面以上有小塔樓 4 層，頂面標(biāo)高為 221m。外框架柱還利用寬扁梁進(jìn)行縱、橫閉合拉結(jié)。為使外圈框架柱與芯筒形成一個整體抗彎構(gòu)件，共同抵抗大樓水平荷載引起的傾覆力矩，分別將第 13 層 (設(shè)備層 )、第 24 層 (避難層 )和第 42 層定為剛性層。大廈的典型層結(jié)構(gòu)平面和剖面示于圖 21。 10m和 8m179。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。地上 1~12 層為商場和餐廳，第 13 層為設(shè)備層， 14~51層為酒店客房和公寓，其中第 24 層為避難層。大廈的抗震設(shè)防烈度為 7 度，場地屬Ⅱ類。 (4)各層樓蓋，根據(jù)承重要求按一定間距布置軋制 H 型鋼次梁，鍍鋅壓型 鋼板擱于次梁上，并加焊栓釘，上澆筑 100 ㎜厚的混凝土的面板，形成組合樓板。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。 圖 20 深圳地王大廈結(jié)構(gòu)剖面 17 ②同樣于 4 個避難層，沿軸線①和⑥，自軸線 ○B(yǎng) ~○G，各設(shè)置一道整層樓高的縱向鋼桁架，以協(xié)調(diào)各柱的軸 向壓力和變形。伸臂桁架的截面高度為 ~，豎向間距為 68~90m。為了增強(qiáng)主樓橫向的抗推剛度，采取了以下 3 項措施： ①于第 2 4 66 層的設(shè)備層和避難層，順芯筒的各道橫墻，即沿軸線 ○B(yǎng) ~○G，各設(shè)置一榀整層樓高的、橫貫房屋全寬的型鋼伸臂桁架，與外圈框架柱連接 (圖 20a)。主樓的黃型層結(jié)構(gòu)平面示于圖 19。 ，內(nèi)設(shè) 4 道橫墻。 ： (1)大廈主樓采用以矩形鋼管混凝土柱為主體的芯筒框架體系。大廈建筑場地的基本風(fēng)壓w0=179。 (4)大廈的抗震設(shè)防烈度為 7 度。大廈主樓的高度比值為 。地下車庫 共 3 層，擁有 868 個停車位。主樓和副樓的連接體是貫通 5 層的共享空 間式商場，面積為 179。副樓，地面以上33 層，高 120m，公寓面積 179。 (2)主樓，地下 3 層；地面以上79 層，高 325m；典型樓層的層高為，建筑面積為 2160 ㎡；總建筑面積為 16179。 15 深圳地王大廈 ： (1)深圳市于 1996 年建成的地王商業(yè)大廈，按其使用功能可分為辦公樓 (主樓 )、公寓樓 (副樓 )、商場和地下車庫四部分，總建筑面積為 179。 (5)在樓面內(nèi)部，沿對角線方向布置 4 片支撐“ B”，并在樓面中心處 4 片支撐的交匯點(diǎn)，設(shè)置一根鋼筋混凝土中心柱 (圖 1 17a)。 (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)。四片大型平面支撐“ A”，沿樓房方形平面授 4 個邊布置，相互正交，在每兩片支撐的相交處，各設(shè)置一根鋼筋混凝土巨型角柱，并延伸至基礎(chǔ)。遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，整座大樓宛如幾立在海邊的一座光彩奪目的多棱晶體。 (2)按照貝聿銘建筑師關(guān)于建筑造型的構(gòu)想，大樓底段采取正方形平面，然后沿對角線方各，將正方形劃分 為形狀為三角形的 4 個區(qū)，向上分別每隔 21層、 13 層、 13 層，各切去一個區(qū)，到樓房的頂段，樓層平面變成原面積 1/4 的三角形 (圖 16)。 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。計算結(jié)果表明，后者引起的桿件最大附加內(nèi)力約占7%(空腹桁架 )或 16%(帶斜桿桁架 )。各榀桁架在鋼筋混凝土筒體上的支座也都設(shè)計成剛性連接。 圖 14 中保大廈的多筒 鋼梁體系 (a)典型層結(jié)構(gòu)平面； (b)大廈外觀 、西立面，于第 4 樓層分別設(shè)置一榀一層樓高或兩層樓高、跨度為 (圖 15a)；并從第 6 層至第 30 層，每隔 4 層設(shè)置一榀一層樓高、跨度為 (圖 15b)。鋼桁架之上為型鋼次梁和以壓型鋼板為底模的組合樓扳。多個鋼筋混凝土筒體和框架柱組成的結(jié)構(gòu)主體，平面呈啞鈴狀，承擔(dān)大樓的重力荷載和全部水平荷載。 104 ㎡。主樓，建筑平面采取矩形加兩個半圓形構(gòu)成；地下 3 層；地上 39 層，高 196m。 (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。 11 (5)主樓 6 層以下的各層樓蓋，以及與之相連的六層裙房各層樓蓋，均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁和板。 圖 12 大連遠(yuǎn)洋大廈典型層結(jié)構(gòu)平面 (4)外圈框架，地下 1 層至地上 6 層，采用型鋼混凝土柱和鋼筋混凝土梁； 7層以上，采用鋼柱和鋼梁；但