北京银泰中心钢筋混凝土塔楼结构设计.pdf
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1、第 3 7卷 第 1 1期 建 筑结 构 2 0 0 7年 1 1月 北京银泰 中心钢筋混凝土塔楼结构设计 韩合军 吕佐超 林 涛 赵广鹏 李培彬 娄 宇 ( 中国 电子工 程设 计 院 北 京 1 0 0 8 4 0 ) 提要 北 京银 泰 中心 B, C座 办公 写字楼 均 为高 1 8 6 m 的混凝 土筒 中筒结 构 。地 上 4 2层 , 在 结 构层 2设 置 了 转换大梁。为减小转换层刚度突变的影响 , 设计中调整 了转换层相邻各层柱、 外裙梁的截面, 增加 了转换层以 下内核心简墙体的厚度, 并在楼梯间设置了补偿剪力墙。转换层相邻各层柱还设置了型钢和芯柱以改善结构 的抗 震性
2、能 。针对外 筒 的剪力滞 后 , 设 计 中尽 量增 大 了外框 筒裙 梁的截 面高 度 , 并适 当调整 了角柱截 面 。 关键词 超限超高层筒中筒结构 巨型转换梁结构设计 S t r u c t u r a l D e s i g n o f R e i n f o r c e d C o n c r e t e T o w e r B u i l d i n g o f B e ij i n g Y i n t a i C e n t e r H a n H e j u n ,L i a Z u o c h a o , L i n T a o , Z h a o G u a n g p
3、 e n g ,L i P e i b i n ,L o u Y u ( C h i n a E l e c t r o n i c s E n g i n e e r i n g D e s i g n I n s t i t u t e , B e ij i n g 1 0 0 8 4 0 , C h i n a ) A b s t r a c t : T h e o f f i c e b u i l d i n g B a n d C i n B e i j i n g Y i n t a i C e n t e r a l e t u b e t u b e s t mc t u r
4、 e s w i t h 1 8 6 t o t a l s t r u c t u r al h e i g h t T h e r e a r e 4 2 fl o o r s a n d t r a n s f e r b e a ms a r e s e t i n t h e s e c o nd flo o r Fo r d e c r e a s i n g a b r u p t c h a n g e s i n t r a n s f e r l a y e r s t i f f n e s s,s e c t i o n s o f c o l u m n s a n
5、d b e a m s b o r d e r u p o n t r a n s f e r l a y e r a r e a d j u s t e d , t h i c k n e s s o f i n n e r t u b e i s i n c r e ase d and s h e a r w a l l i s s e t i n s t a i r h a l f S h a pe d s t e e l an d s t e m a r e s e t i n c o l u mn s b o r de r u po n t r a n s f e r l a y e
6、 r f o r i mp r ov i n g s t r uc t u r al ase i s ma t i c c a p ac i t yFo r s h e a r i n g f o r c e l a g i n o u t e r t u b e s e c t i o n s o f b e a m s i n o u t e r t u be a r e a u g me n t e d a n d s e c o n s of c o me r c o l u mn s a r e a d j u s t e d Ke y wo r ds: e x c e e di n
7、 g l i mi t a n d h e i g h t ;t u b e t u b e s t r u c t ur e;g i g an t i c t r a n s i t i o n b e a ms ;s t r u c t u r a l d e s i gn 1 工程 概 况 北京银泰 中心是 一个 集酒 店公 寓 ( A座 ) 、 办公 写 字楼 ( B, C座 ) 、 商 场( 裙房 D) 、 娱乐 服务 ( 裙房 E) 于一 体 的大型综合性 建筑群 体 , 其中东 、 西 塔楼( B , c座 ) 采 用钢筋混凝土筒 中筒 形式 , 为两 幢结构 布置 相 同的办
8、公 楼 ; 其 主要结构层数是地 下 4层 , 地上 4 2层 , 主要 屋 面标高 1 7 2 m, 4 2层 以上有 2层局 部塔 楼 , 结构 总高 度 1 8 6 m。结 构形式 如图 1所示 。 B, c座塔楼的结构设计 使用年 限均 为 5 0年 , 结 构 安全等级为一级 , 抗震设 防烈度 8度 , 设计地 震分组第 一 组 , 抗震设防类别 为丙 类 , 抗震 等级 特一 级 , 建 筑场 地土类 别为 类 , 地面特 征周 期 T =0 4 0 s , 建筑 物地 面粗糙度类别为 c类 , 基本风压 0 5 0 k N m2 。 2 地基与基础 工程 位 于 国 贸 桥 的
9、西 南 角 , 自然 地 面标 高 约 为 3 8 m。建筑场地表层 为厚 2 m的人 工堆积层 , 基岩埋 深 在地 面下约 1 6 0 m, 以下为第 四纪沉 积层 , 以粘性 土 、 粉 土与砂 土 、 碎石 土交互 沉 积层为 主。地下 四层基 底 最 大埋深 约 一2 3 m, 落于粉砂和卵石层上 。根据地质报 告 提供 的地质条件 和上部 结构 布置 及荷 载分 布情况 , 基 础采用 整体性好 、 调整变形能力强 的桩筏基 础。 钢筋混凝土主楼 的基础底板厚 度为3 5 0 0 m m, 下 面 布置 1 8 0根 钻孔后 压浆 桩 , 桩径 1 1 0 0 mm, 桩长 3 0
10、 m, 计 算沉降量为 4 6 m m。现 钢筋混 凝 土主楼 正 在进行 室 内 装 修 , 实 际观 测 到 的 沉 降 量 为 3 0 m m左 右。 3 结构设计 与计算 3 1结构体系与布置 结构体系采 用钢 筋混 凝 土 外框 筒 和 内筒结 构 。 结 构平 面 外 形 为正 方 形 , 边长 4 2 5 m。 内核 心 筒 为 钢筋 混 凝 土 剪力 墙 , 居 中 布置 , 平面 尺 寸 1 8 0 5 m 2 1 2 m。内筒 上 下 贯 通 建 筑物 的 全高 , 且 竖 向刚 度 均匀变 化。为满足 底部 大 空间要 求 , 在结 构 层 2( 标 高 1 1 5 m)
11、 设 置 了转 换 大 梁 。外框筒 自转换 层 以上 图1 结构轴侧示意图 由钢筋混凝土密柱组 成 , 各 层柱 截面 尺寸 及柱 距如 表 1 所 示 。 柱及简 体 的 混 凝 土强 度 等 级 在 层 3 2以下 采 用 C 6 0 , 层 3 2以上为 C 5 0 。转换梁 混凝土 强度等 级为 C 5 0 免振捣 自密实混凝土 。外框筒裙梁 的混凝 土强度等 级 为 C 4 0 。内核心筒体 内部 的梁 板混凝 土强 度等级均 为 C 3 0 。为减小 结构 自重和利于施工 , 内外筒 之间的楼板 采用 了组合楼 板 , 内筒楼 面仍然 是 现浇钢 筋混凝 土 梁 板体系 。 1
12、1 维普资讯 http:/ 外框 筒柱截 面尺寸 及柱距 表 1 楼层 截面尺寸 ( m m) 柱距 编号 角柱 其它柱 ( m) 一4一 l 2 5 0 o X 2 5 0 0 X 2 0 0 0 2 O 0 0 X 2 O 0 0 l 3 5 l一2 2 5 0 o X 2 5 0 o X 2 0 0 0 1 5 0 o l 3 5 23 2 0 0 0 X 2 0 0 0 l 2 0 o X l 7 0 o 4 5 4一l 2 l 2 0 o X l 2 0 o l 2 0 o X 9 o 0 4 5 l 2以 上 l 2 0 o X l 2 0 o l 2 0 o X 6 0 o 4
13、5 内外钢筋混凝土简 体之间 以 H型钢 梁铰 接连接 。 H型钢梁在结构角柱范围内若 按单一方 向布置则会使 一 个方向柱受力增 大, 另一个方 向减小 , 因此在标 准层 楼面 , 四个角部外 框架 柱与核 心筒 之间的钢 梁分 别在 奇 、 偶数层旋转 9 0 。 布置 , 见 图 2 。这一措施 保证 了外框 架柱在角柱范 围内受力 的相对均匀 。H型钢梁截 面尺 寸沿纵 向为 H3 4 02 5 091 4, 横 向为 H 2 9 42 0 08 1 2。 ( ( 5 5 0 0【 4 5 0 0 l e o o L 4 5 o o L 4 o 0 I 4 5 。 。 l 4 5 0
14、 0 l 4 s 。 o 【 5 ,5 0 0 7 量 5 ” g 8 l l L I 8 一 丁 ( a ) 弱数 楼层 三I 一 。 一 T I Ff f f 7 量 - r _ l j l 山 l j l _ I I g I L一j T 8 l l l l g i 一去 。 =一 i I 图 2标 准 层 结构 平 匝 3 2超 限问题 塔楼 B , c的主要 屋面高度 超过 了 高层 混凝 土结 构技术规程 ( J G J 3 2 o o 2 ) ( 简称 高规 ) 第 4 2 2 - 2条 中 B级高度 钢筋 混凝 土 高层建 筑最 大适用 高度 1 7 0 m 的要求 。另 外 ,
15、 层 2的转 换梁造 成结 构竖 向抗 侧力 构 件不连续 , 属于不规则结构。 为解决上述问题 , 在施工图设计 中 , 除了将结构 刚 度 、 振动特 性 、 位 移 、 位 移 比等主要指 标控制 在规 范允 许范围内 , 还在 改善 结构抗震 性能 方面采取 了一 些必 要的措施 。 1 型钢和芯柱 的设置 在外筒钢筋混凝 土柱 中 , 从地 下层 2至转 换层 以 上的层 6增设 了构造 型钢 , 层 6至结构 顶部 的框 架柱 增加 了芯柱 , 典 型框 架柱截面形 式见图 3 , 型钢 柱中型 钢 的截面尺寸及芯柱 配筋见 表 2 。型钢及 芯柱 的采用 使结构延性有 了较大 的
16、提高 , 结 构 的抗 震性 能得 到 了 改善 。 型 钢柱 中型 钢截面 尺寸 及芯柱 配筋 表 2 型钢( r n 珊) 芯柱 腹 板厚 翼缘厚 腹板高 翼 缘宽 截 面 纵筋 9 1 4 3 5 0 2 0 o一2 5 0 7 0 o X 6 0 o 8 2 8 l 8 2 0 3 5 0 9 5 0 2 0 o 一7 0 o l 2 0 o X 6 0 o l 2 尘2 8 3 6 4 0 l O 0 0 , l 1 0 o 3 0 o , 4 0 o l 2 0 o X 7 0 o l 2 2 8 4 0 5 0 l 5 0 o 6 0 o l 2 0 o X 9 0 0 l 6
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