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厦门建发大厦超高层结构设计

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钢管混凝土结构相对传统的锕筋混凝土结椅和型 钢混凝土结构有“下优点”1承载力高,抗震性能好, 制作与施工方便;耐火性较好;经济散果虾。当然由于 车工程建筑平面和立面租不规则.梁柱为空间斜交。美
系复杂.型锕粱与钢柱的节点做法相当复杂,制作安装
的堆度大,对施I单位的技术耍求较高。 由于受建筑平、立面的限制,结掏布置受到约束较 大,两十方向剐度相差较大.特别是Y向相对较弱。通 过计算可知.本工程在X向主要为地震I况控制,在Y
平均反应 X向
4 有效质量系数 地震作用最大层
主要位移、力输出汇总
SATWE x向 96.7%
1/929 PMSAP
表3
y向
94.4% l/802
X向
95.7% l/915
Y向 96.2%
1/839
结构计算与分析
间位移角 地震最大层间位 移/平均层间位移
地震作用基底
(32层)
1.07
(45层)
1.14
(28层)
1.08
337
墙、柱最大轴压比及嵌固层柱倾覆弯矩百分比表2
SATWE 框架柱
PMSAP
剪力墙
O.50
框架柱
0.49
剪力墙
0.50
最大轴压比 倾覆弯矩百分比
0.59
15%(X)


85%(X) 73%(y)
27%(’,)
4.2结构分析的主要结果 从上述表格所列举的计算结果可以看出,SATWE 与PMSAP两种软件计算结果相近,可以相互印证。计 算结果表明:结构以扭转为主的振型的周期与以第一 平动周期为主的周期的比值为0.47(小于0.85);各楼 层在地震作用和风荷载作用下的层间位移均小于 1/545(主要发生在24—45层范围内);在单向地震作 用考虑偶然偏心的情况下.楼层最大位移与平均位移
SATWE(s)
PNSAP(s)
(1/955)
(I/665)
(1/894)
(1/676)
结构顶点最大 4.53(Y向第一平动周期) 4.39(x向第一平动周期) 2.14(第一扭转周期)
0.47<0.85
4.57(Y向第一平动周期) 4.53(x向第一平动周期) 2.39(第一扭转周期)
0.52<0.85
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彀接。 恢工程设肪烈度为7度.社计地震分组为第一组. 设计基奉加建度0 15¥.II类场地.特征周期0 35s,建 筑物抗震设防分类为一类。依据勘察报告.车T程场 地属于抗震不利地殷.在基坑开挖后.对建筑物抗震不 利的各±层均全部挖辣.科可消除其不刺影响。办公 接范围的基础形式采用桩・筏扳基础,桩型则选用桩径
我们选择了“下几种缔构体系进行分析比较钢筋混 凝±框架-棱心简体系、型铜混凝±框架-桉心简体系、
钢框架混凝±核心简体系、钢管混凝土框架一混凝土
核心简体系。从最大适用高度束分析,本L程建筑高 度为2t5m,对《高规》。中规定的各类体系而言均超过 B级最大适用高度,萁中“钢框架,钢筋混凝土棱心简
体系的赳眼幅度最大。
第39卷增刊
建境结构
2009年4月
厦门建发大厦超高层结构设计
熊向阳,路岗,李亚明,魏志平
现代设计集团上海建筑设计研究院有限公司,上海20004
[抽¥】 舟目TⅢ门建发大厦目高B£楼的螺臂混捱±-铜女*&±#o*体§结构布t、扭震分析“A弹£性
曲力时称分析、主}∞抗t措施A#差∞镕相概e设计e同目目¥t程一些±墨目盛∞Ⅻm.mm行T轻详自n 讨皓和舟绍.日供同娄I程设计目参考。 【美■∞】超高E:村f混鼍±;弹∞&:自m¨&分-桉。筒结构体系和型
钢捏凝土框架・棱-t5简体系、钢管混凝±框架混凝土 桉心简体系在整体抗侧力刚度方面均能满足要求。经 与专家共同研究后,央定在各项控制指标均能满足规
厦功能使用上的限制,建筑物顶部(43层阻上)无法设 置仲怿桁颦.而仪在15层和3l层设伸臂桁架。
Kqwords:H¨building:…m"・6lld s”d¨be columE‘;ek”一目*Ilc
项目概况 厦『l建发国际大厦地处厦『I东悔岸的会展中心北
片Ⅸ.东面为环岛路。苴地上建筑由一拣48屡超高层 主楼和数栋多层商业用房等组团椅成,地下为i层的 超大地下室。总建筑面税约16 4万m‘.其中主楼面
模态
l 2
(15层)
(2层)
(2层)
(3层)
25 259
26 072
25 48l
26 576
剪力(kN)
地震作用倾覆 弯矩(kN m) 地震作用基底剪
3 328 614
3 274 612

113 317

090 790
2.09%
2.15%
2.04%
2.13%
力与总质量比
地震作用
191.1
209.1
194.2
移大于1/575的楼层,其有害层间位移所占的比例均 在10%以下,楼层的层间位移以弯曲变形产生的无害 位移占主导。另外,根据PMSAM计算结果,在不同风 向的风力作用下,主楼顶点的最大加速度为0.24m/s2, 满足规范对舒适度的要求(小于0.25m/s2)。 4.3弹性时程分析以及弹塑性时程分析 由于本工程已经超过了《高层建筑混凝土结构工 程技术规程》(JGJ3.2002)第ll章中规定的混合结构 体系最大适用高度,在常规计算分析的基础上,我们还 用ABAQUS等通用有限元程序补充进行了施1=过程模 拟分析、弹性时程分析以及弹翅性时程专项分析”。。 根据中国建筑科学研究院工程抗震所提供的场地地震 波进行双向地震作用计算,小震、中震和大震地面运动 最大加速度分别为559al、1559al、3109al。 小震弹性时程分析结果
参考了广东省的相关规定‘和B有经验,认为当基本
风压取100年一遇时,如果有害层间位移占总层间位 移的50%以下,对高度在150m一250m的建筑,其最大 层间位移角的限值可在1/600—1/500之间插值,按此 则本工程的最大层间位移角可采用1/545来控制,这 一控制标准得到了超限抗震审查专家组的认可。
203.3
顶点位移u(U/lt) (i/I 125) 楼层抗剪承载力 与上层的比值 风作用 最大层间位移角 风作用最大层问位 移/平均层间位移 风作用基底
3l 619 l/803
(1/1 028)
(1/1 117)
O.80
(1/1 067)
0.84
(48层)
1/556 l/740
(48层)
l/567
标.在Y向风荷载作用下,采用锕框架.混凝±校一0筒 f高规)…第4

3条。本工程的高度升下150m一
250m,其最大层问位移角限僵为1/575。如果能适当
结构体系的方案整体刚度明&偏弱,如果柱子尺寸受 到限制,则须不同程度地增加简体墙厚,造成枝心筒布
336
放宽该限值,将使结构方案获得更大的经济性。我们
主楼底部第.层层高9 6m,其上下两层的层高分
别是4 8m和5 5m.竖向剐鹰突变。读展翻向刚度与 上部楼层翻向剐廑的比值为0 62(j)和0 64(y):该层
岩石层。
l圈囵
的楼层层问抗侧力结构的受剪承藏力与I:层受剪承载 力的比值为0 70,见闱2。 日十^层“±主体结构收进的水平R寸与下部楼 层之№太于25%,见罔3。除此“外.由于受建筑布置
O.24
加速廑m/s2
注:1)总质量、基底剪力、基底倾覆弯矩均为嵌固层计算值。2)表中 所指层数均为建筑楼层编号。

r扭/n
的比值小于1.4;地震作用的质量参与系数均大于 90%;地震作用下底部的剪重比均大于2.0%;框架承 担的底部地震倾覆力矩均小于总地震倾覆力的50%; 框架柱和剪力墙墙肢的轴压比均满足规范要求;除薄 弱层所在的二层外,其余各楼层的上下刚度均符合有 关规范的要求,二层水平地震作用按规范要求乘以1. 15的增大系数,该楼层与其上一层的刚度比分别为O. 62(X向)和0.64(1,向),该楼层抗剪承载力与上层的 比值为0.82(X向)和0.85(y向),根据弹性和弹塑性 计算的层间位移曲线分析,该层未见明显的变形突变。 且罕遇地震作用下,该楼层竖向结构构件的塑性应变 均在可接受的范围内,结构是安全的。 本工程在风荷载作用下,两个程序的风荷载分析 结果都满足规范要求。我们对y向风荷载作用下有害 层间位移与总层间位移的关系进行了分析,总层问位
积纳8 3万m 2.姐罔1所不,限于篇幅,本文仅舟绍主 懂部分的设计。 主碴建筑高度约215m.平面凳姒鼓形,底部长度
约为45m.宽度约36m+高宽比约为6 0。主接结构体 系采用铜管混凝±.锕粱-混矗土核心简体系.利用设 备层布置两处加强层,楼面采用组合楼板。核心筒外
嗣剪力墙厚度.底部为900mm,日层以上为700mm.钢
向主要为风荷载工况控制.而结柯在Y向风荷载作用
下的层问位移和顶点位移都远大干z向风荷载及两向 地震佧用下的层问位移和顶点位移,因此,结构设计时 通过在15层和31层设备层设置伸臂桁架来加强r向 刚度,减少东平荷载作用下的楼层位移,同时着重对饿 方向风荷载作用下的层问位移限制进行了探讨。依据 经过仆析r述各种结构方案的平面布置和计算指
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