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林树枝:高层建筑结构的设计难度分析

来源:中国幕墙网收集整理  作者:林树枝  日期:2018-7-9
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  随着城市的发展,原有城市建筑特点无法满足人口聚集的需要,所以城市建筑向空间、纵向发展已成为必然。高层建筑的发展已有100多年的历史,其根本原因主要有:经济发展、城市人口密集、土地资源减少、科技进步等。随着钢结构技术的发展和多种高性能建筑材料的产生,对于高层建筑的要求已不仅限于满足使用,建筑形式和审美要求也越来越重要。

  本篇文章内容由[中国幕墙网]编辑部整理发布:

  案例二十四:厦门国际会议中心

  新建A区大会议厅。

  新建东西主入口长廊雨棚和门厅。

  AB连接区,在8m标高新加25.2m跨钢楼盖结构。

  AB连接区,原开放通廊,改为大会议室,增加吊挂荷载。

厦门国际会议中心效果图

  AB连接区,原设计为A区与B区之间通廊的屋盖,为室外开敞建筑,采用轻型大跨度钢桁架 结构。

  在8m标高设置整层楼板,新加大跨度楼盖采用25.2m跨钢结构梁,梁高1.2m。

  钢桁架改造后,作为大型会议室,立面封闭,增加装饰吊顶和灯具,以及隔声材料,新增加构件与原桁架通过抱箍连接。

节点设计

  AB连接区增设大跨度楼盖

  钢柱与原混凝土柱通过抱箍和锚栓连接,钢梁下设置钢柱,作为钢梁支座节点处的安全储备。

  25.2米大跨度钢梁与矩形混凝土 柱侧面连接节点。

  案例二十五:厦航总部大厦

  厦航总部大厦由一栋办公楼和一幢高级酒店及裙房等附属用房组成,总建筑面积为17.32万m2。其中办公 楼高度185米,结构高度167.25米,建筑面积为5.495万m2,地上34层, 地下3层。酒店高度140米,结构高 度127.65米,建筑面积为6.477万m2,地上33层,地下3层。主体结构采用 钢框架+支撑体系。裙房结构高度23.75m,主要层高6m,并分为两个部分,第一部分为独立一塔,第二部分与酒店相连一体。

效果图

  --办公楼主体结构特点

  (1)楼层平面整体性不强。

  (2)核心筒较小且偏置。

  (3)附属结构顶部变化较多。

  (4)首层柱高度达18米,第二层结构高度为6米,穿层柱24米。

  对于首层部分柱高度过长、刚度削弱达24米,设计中,与建筑师配合,在柱间设置约束屈曲支撑,提高结构的刚度,保证上下层刚度比(词条“刚度比”由行业大百科提供)尽量合理。对于楼盖结构,采用钢筋桁架楼承板与楼面H型钢梁形成组合楼板结构。

  底层柱屈曲分析

  结构底层中存在跨层中庭,该处柱子跨层高度较大,跃层柱子高度达24m。为了准确计算跃层柱子的承载力,对跨层柱进行了计算长度分析。

  通过SAP2000建模,分析得出屈曲因子,从而得到临界荷载Pcr。通过欧拉公式反推出构件的等效计算长度Le。

  办公楼约束屈曲支撑分析

  首层高度为18米,第二层高度为6 米,且部分柱为越层柱,因此需要在首层和第2层设置屈曲约束支撑,提高结构抗震性能

  办公楼楼板处理措施

  地震作用下:第15层、25层、32层、37层楼板 S11和S22方向大部分楼板应力(词条“应力”由行业大百科提供)值在1.6Mpa以内。

  局部楼板存在应力集中情况,S11应力最大值达到5.4Mpa,需对局部楼板进行加强。

  S22方向楼 板应力最大值为4.6Mpa,应适当增加配筋。

  风荷载作用下:第15层、25层、32层、37层楼 板S11和S22方向大部分楼板应力值在1.3Mpa以内。

  局部楼板存在应力集中情况,S11应力最大值达到4.3Mpa,需对局部楼板进行加强。

  S22方 向楼板应力最大值为5.4Mpa,应适当增加配筋。

  对于上部结构的细脖子处,楼板应力增大并不明显,可能是因为附属电梯筒刚度较大的原因。 为安全起见,对细脖子处,增加设置了交叉支撑。

  作者致谢:

  本报告的图片资料,来自:

  (1)相关设计单位超限高层抗震设防审查的报审材料;

  (2)相关设计单位的结构总工程师、项目设计师提供的珍贵文档。

  仅此,向各项目的原设计单位和设计人员表示衷心感谢。

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