合景大廈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)介紹

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1、合景大廈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)介紹李盛勇陳曉航廣州容柏生建筑工程設(shè)計(jì)事務(wù)所RBSArchitectureEngineerDesignAssociatesRBS一、工程概況本工程建設(shè)場(chǎng)地位于廣州市天河區(qū)珠江新城J1-6地塊，其西側(cè)為華廈路，南側(cè)為華就路，南距珠江河流約500m，廣州地鐵三號(hào)線(xiàn)南北走向在場(chǎng)地西側(cè)（華廈路）經(jīng)過(guò)。用地面積約7260m2。主樓地上38層，屋頂標(biāo)高為165.40m（未計(jì)向上延伸至198.00m的外墻構(gòu)架）；地下室5層，埋深20.80m?？偨ㄖ娣e為108000m2，其中地下28660m2。地上五層以下為商業(yè)用途，五層以上均為辦公用途。地下五層為停車(chē)庫(kù)及設(shè)備用房，其中地下四、五層兼

2、作五級(jí)人防地下室。工程建設(shè)場(chǎng)地各層層高：地下五層～地下三層均為3.5m，地下二層為4.3m，地下一層為6.1m；首層5.5m，二層～四層均為4.5m，五層～二十二層均為4.15m，二十三～二十五層均為4.6m，二十六～三十五層均為4.15m，三十六、三十七層均為8.2m。裙房平面呈L形，長(zhǎng)寬分別為60.00m、66.86m；六層以上平面為長(zhǎng)方形，長(zhǎng)寬比L/B=60.00/24.76＝2.42，不計(jì)裙房的高寬比H/B=(165.4-22.0)/24.76=5.79。基礎(chǔ)埋深與建筑總高度比值:20.9/165.4=1/7.9。建筑標(biāo)準(zhǔn)層平面本工程有如下特點(diǎn)：豎向交通井位于平面的一側(cè)，抗側(cè)力構(gòu)

3、件的布置需均衡有效，避免扭轉(zhuǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響；正立面形成兩片稍為外凸的曲面幕墻，建筑要求框架柱沿曲面邊緣布置，形成弧形柱；其中一片向上延伸至屋頂以上標(biāo)高198.0m處，屋頂構(gòu)架要承受較大大且風(fēng)振復(fù)雜的風(fēng)荷載，對(duì)主體結(jié)構(gòu)有較大的影響；地下室采用逆作法施工，結(jié)構(gòu)配合基坑支護(hù)設(shè)計(jì)及逆作法的施工要求；五層地下室很大的水浮力，采用預(yù)應(yīng)力抗拔錨樁解決局部浮力過(guò)大的問(wèn)題；由于基礎(chǔ)持力層較深，挖孔樁長(zhǎng)度遠(yuǎn)超25m，要結(jié)合逆作法施工來(lái)考慮基礎(chǔ)選型；超高層鋼結(jié)構(gòu)體系的選擇，包括鋼管砼斜柱、大跨度梁、跨層支撐、偏軸支撐的分析。二、安全等級(jí)及抗震設(shè)防本工程設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限為50年。建筑結(jié)構(gòu)

4、的安全等級(jí)為一級(jí),地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)。本工程的抗震設(shè)防類(lèi)別為丙類(lèi)建筑，本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用的抗震設(shè)防烈度和抗震構(gòu)造措施均為7度。結(jié)構(gòu)阻尼比為0.02。三、風(fēng)荷載基本風(fēng)壓強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)按100年重現(xiàn)期W0=0.6kN/m2考慮，位移驗(yàn)算時(shí)按50年重現(xiàn)期W0=0.5kN/m2考慮，建筑物地面粗糙度類(lèi)別為C類(lèi)。為配合南立面弧線(xiàn)的造型，本工程在屋面設(shè)有30m高的構(gòu)架（主體幕墻向上延伸），形狀復(fù)雜，受風(fēng)力很大。根據(jù)《高鋼規(guī)》JGJ99-98第4.2.4條，結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)風(fēng)載體型系數(shù)應(yīng)由風(fēng)洞試驗(yàn)確定（本工程擬采用模擬風(fēng)洞試驗(yàn)方法）。初步設(shè)計(jì)階段暫時(shí)按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001第7.3.1條

5、取值，取Us=1.3。對(duì)于屋頂構(gòu)架，按《高鋼規(guī)》JGJ99-98第4.2.6條，應(yīng)計(jì)入鞭稍效應(yīng)，其風(fēng)振系數(shù)根據(jù)其作為獨(dú)立體時(shí)的基本自振周期Tu與主體建筑的基本自振周期T1的比例來(lái)采用。四、作用效應(yīng)組合根據(jù)《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ99-98的規(guī)定，荷載效應(yīng)與地震作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值，應(yīng)按下列公式確定：1）無(wú)地震作用時(shí)2）有地震作用，按第一階段設(shè)計(jì)時(shí)（多遇地震作用下的彈性分析，驗(yàn)算構(gòu)件的承載力及結(jié)構(gòu)的層間側(cè)移；偶遇地震下的彈性分析，驗(yàn)算構(gòu)件的承載力）為考慮地震作用時(shí)的重力荷載代表值。3）第二階段抗震設(shè)計(jì)（罕遇地震下的彈塑性分析，驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的層間側(cè)移和層間側(cè)移延性比），當(dāng)采用時(shí)程分析

6、法驗(yàn)算時(shí)，不計(jì)入風(fēng)荷載，其豎向荷載取重力荷載代表值。五、結(jié)構(gòu)體系1）結(jié)構(gòu)形式的確定本項(xiàng)目結(jié)構(gòu)形式通過(guò)實(shí)地調(diào)研、參考有關(guān)文獻(xiàn)、經(jīng)過(guò)充分比較、結(jié)合廣州地區(qū)實(shí)際，并考慮建筑要求和業(yè)主的投資能力確定采用圓鋼管混凝土柱框架－鋼支撐結(jié)構(gòu)體系。2）結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案控制原則：剛度、強(qiáng)度、舒適度、延性滿(mǎn)足規(guī)范要求。小震作用下，主、次結(jié)構(gòu)均要求處于彈性階段，滿(mǎn)足小震不壞的目標(biāo)；中震作用下，主體結(jié)構(gòu)基本處于彈性狀態(tài)，無(wú)損壞或損壞程度小，次結(jié)構(gòu)有一定程度損傷，但損傷程度為可修復(fù)，修復(fù)時(shí)不會(huì)對(duì)主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性造成很大影響；大震作用下，地震能量主要依靠次要構(gòu)件耗散，少數(shù)抗側(cè)力構(gòu)件出現(xiàn)塑性鉸，整體結(jié)構(gòu)內(nèi)

7、力重分布，結(jié)構(gòu)整體仍具有一定的抗側(cè)剛度，繼續(xù)工作。設(shè)置部分偏心支撐，在支撐與柱之間或支撐與支撐之間形成耗能梁段。在大震作用下通過(guò)耗能梁段的彈塑性變形耗能，保證支撐不屈曲。高出屋面的幕墻擬采用鋼桁架結(jié)構(gòu)，并設(shè)置部分粘彈性消能阻尼器，以起到減少風(fēng)振和在地震作用下耗能的作用。3）受力體系本工程采用圓鋼管混凝土框架－鋼支撐結(jié)構(gòu)體系，框架柱采用圓鋼管混凝土柱，支撐體系采用跨層╳形矩形鋼管支撐、層內(nèi)人字形及V字形熱軋或焊接H型鋼支撐，框架梁采用