北京某大厦结构设计

北京某大厦结构设计——本工程由著名建筑大师贝聿铭领衔设计美国贝氏建筑师事务所与中国建研院设计院合作设计。中方自方案调整开始，参与了初步设计、施工图以及装修设计。施工期间现场配合及竣工验收以中方为主。北京某大厦工程简介－概况北京某大厦工程简介－概况建筑功能：银行办公为主。1层、2层为营业大厅。3层、4层为交易大厅、网控中心、集中计算机房。5层以上为大空间办公用房。银行主管层为10、11层，在11层设有主管餐厅总建筑面积：174869平方米。地上最高15层，地下4层。建筑高度：西北57.50米，东南44.85米。建筑物外轮廓近似矩形，沿建筑规划红线布置。结构设计的创新与探索北京某大厦结构设计设计时间：1995年～1996年主体结构封顶时间：1998年工程竣工时间：2000年执行规范：89规范北京某大厦结构设计一、结构体系与布置1、现浇钢筋混凝土板柱－剪力墙体系，局部设钢结构巨型桁架2、建筑物边长约为120×130米。整个建筑全部连成整体，未设温度缝、沉降缝、抗震缝。3、柱网:由建筑功能确定，平面柱网有两种。上部结构基本柱网6.9m×6.9m;地下室中部车库局部7.8m×7.8m。因建筑要求，局部层间进行柱网转换，个别位置柱被抽除。4、剪力墙:利用建筑楼、电梯间，井筒沿建筑布置。力求质量中心与刚度中心接近。建筑外墙开有连续窗洞，形成壁式框架。北京某大厦结构设计一、结构体系与布置5、楼盖:因建筑功能要求，结构采用全现浇无柱帽平板楼盖。板厚依不同跨距取220mm至350mm。顶层设备机房楼板设低梁，按新的设计概念计算设计。地下一层中部会议厅顶设35米跨预应力大梁。6、空间内锥型悬挑结构:空间内锥型悬挑结构位于中部大厅内侧角部。最大悬挑长度9.8米。挑出部分设计未设悬挑梁。此结构体系的最大特点在于悬挑部位仍可保证与其他部位具有相同的建筑使用空间(因未设悬挑梁，该处仍为板柱结构)。北京某大厦结构设计一、结构体系与布置7、钢结构:本工程局部采用钢结构，包括巨型钢桁架和艺术网架。巨型钢桁架作为结构转换层构件位于东、南两侧主入口上方。最大跨度55米，高度6.9米。艺术网架位于四季大厅顶部，面积4200平方米。网架呈正锥型布置，所有节点和杆件均由钢板焊接而成。8、地基和基础：本工程为天然地基，筏板基础，地下室外墙为承重和支护合一的地下连续墙。北京某大厦结构设计二、结构整体分析为正确反应结构的自身特性，本工程采用多个程序进行结构整体计算分析。所采用的程序有ETABS、SATWE等。1、采用弹性楼板2、取前30个振型进行振型组合本工程第一振型为复杂结构薄弱环节的振动情况，第一周期已不能被视为结构振动主振振型

北京某大厦结构设计二、结构整体分析SATWE主要计算结果T1=1.6617T2=1.6390T3=1.1105T4=1.0949T5=0.7332T6=0.7197T7=0.7167T8=0.6820T9=0.5464T10=0.5073T11=0.4985T12=0.4930T13=0.4889T14=0.4302T15=0.3698T16=0.3329T17=0.3083T18=0.3057T19=0.2936T20=0.2928T21=0.2693T22=0.2637T23=0.2627T24=0.2544T25=0.2368T26=0.2350T27=0.2338T28=0.2295T29=0.2218T30=0.2204北京某大厦结构设计二、结构整体分析SATWE主要计算结果地震作用下的主要计算结果方

向基底剪力(KN)Q/W顶点位移层间位移△/mm△/Hδ/mmδ/hX97148.94.6%15.111/40143.911/1034y67575.23.2%12.321/49253.271/1056

北京某大厦结构设计结构设计难点：

1、整体筏板基础，不设缝及后浇带。2、地下连续墙（施工支护与使用合一）。3、大跨钢结构（巨型钢桁架）。

北京某大厦结构设计结构设计难点：

4、空间内锥形悬挑结构5、无转换梁结构柱网转换6、35m跨预应力梁机械铰节点

北京某大厦结构设计一、整体筏板基础，不设缝及后浇带北京某大厦结构设计整体筏板基础

1、建筑场地表层2至8m为人工堆积层，以下为第四纪之粘性土、粉砂和砂卵石交互层。地下水第一层为上层滞水，深约5至6m。第二层为承压水，深20.5至22m。建筑场地为II类。2、本工程地下室共四层，全部占满规划用地。基底最大埋深约-22m，落于粉砂和卵石层上。

3、地面以上结构沿四周成口字布置，中部形成开敞空间。

北京某大厦结构设计整体筏板基础

北京某大厦结构设计整体筏板基础

1、基础在建筑物中部与周边承受的竖向荷载差异很大

2、在高低层荷载突变处基础底板未设沉降后浇带

3、在高低层荷载突变处通常的做法是设沉降施工后浇带。其主要观点是利用后浇带将高层主体结构与低层结构在施工期间断开，利用后浇带调整高低层间的沉降差，以此减少高低层沉降差对基础底板产生的内力。

北京某大厦结构设计整体筏板基础

就本工程而言，基础埋深深，底板位于承压水位标高以下。若设施工后浇带，则需长年进行降水才能保证上部结构的正常施工。本工程现场日降水量达一万立方米，这将使施工造价明显增加，同时也使施工变得复杂困难。

北京某大厦结构设计整体筏板基础

进行广泛的专家论证，对于这种基础面积大，在荷载极不均匀的条件下使用天然地基的工程是否设沉降后浇带，有着不同的观点和意见。在深入分析的基础上，我们最后确定了不设沉降后浇带方案。

北京某大厦结构设计整体筏板基础

依据：1.近年研究表明，当地质条件较好时，高低层荷载突变处其基底沉降变化不会突变，产生台阶式沉降差。而是在一定范围内较缓变化。2.本工程基坑深达20多米。挖出土的重量与建筑物重量基本相同，属补偿性基础。基底附加应力很小。

北京某大批厦结构设蚁计整体筏艳板基础依据：3.建筑静物地面以露上呈口字叉型布置，伍荷载分布灰周边大中并间小，而移地基回弹前再压缩变竖形中间大根周边小，殿即结构布哪置和荷载圾分布对减踪蝶少沉降差拌有利。4.对构地基基炼础进行临计算分忧析，使呈基础底尿板能够庆承受上肺部结构农及地基更变形产签生的内邻力，保奶证地基冰及基础关底板安跃全可靠宵。北京某折大厦结机构设计整体筏喷板基础1、采黎用天然瓣地基持力层托主要为旬细中砂餐、粗砂驼和卵石证层，地迁基承载狱力标准菠值35缓0KN革/m2逢，修正舍后地基梅承载力鄙标准值川大于1跟000嫩KN顿/m2强；2、基坑础板厚牵有三种回：16赠00m眼m、2怀000蚁mm慎、23稠00m老m；3、基础共板的受力待特点：螺上部荷载拍极不均匀废，四周荷移载大，中奸间荷载小任。

在大咱钢桁架两械端的支座伐下，在内土锥的支撑烂墙下，荷礼载都很集低中。周边高层待基底平均烘压力约5块00k撇Pa，中旺庭部分约五150粮kPa建筑总弊荷载设怖计值约答460堪万kN北京某大剩厦结构设铸计整体筏板盾基础1．剩采用美国矮“SAF不E”软件包，采用4尾节点的考恨虑板平面真外的剪切增变形的米嚼德林厚板牙板元进行苗有限元分凡析计算；第2．饥采用文克而尔地基模浆型假设，妨地基模拟钱为弹簧。动叠代计算舞时，如果俱发现基础邪板下有受寄拉区，则唱去掉受拉至的弹簧，累重新进行怀计算；毒3．不考搜虑上部结液构的刚度惊；

4．倦基础板四乞周的地下刮室外墙作规为梁单元浅考虑，大迎小为0.育8X20否m；

5偶．荷载：愿考虑了上尤部结构的参恒载、活黄载和从E填TABS仰计算得到付的地震荷溉载。

6盯．荷载组盲合：（1译）恒载与钉活载的组四合；（2病）恒载、编活载与地弱震荷载的西组合。北京某洁大厦结浙构设计整体筏板继基础计算结炎果表明姿：差异沉新降渐变捐发生，砖基础最串大沉降塞值为5山5mm父，差异伯沉降倾炒斜值在黄0.1先%左右王。基础观测剖表明：实测沉这降值为底30～万40m睛m，纠沉降渐榨变发生病，计算斑结果的乘规律合犁理。北京某刷大厦结是构设计整体筏弄板基础虽然基础打板上的荷波载很不均怀匀，根据藏计算结果部，整体倾榴斜率能满牢足规范要便求。所以锅，整个筏梦板仅设了哥伸缩后浇轨带，北京某大擦厦结构设沙计静载下的叹变形北京某大渗厦结构设舰计活载下的始变形北京某大轿厦结构设冠计静+活荷窝载下X方道向板内弯棚矩北京某锅大厦结塘构设计静+活民荷载下锄Y方向棒板内弯寒矩北京某敬大厦结撑构设计实测沉援降曲线北京某访大厦结兄构设计二、地抗下连续赶墙北京某偿大厦结驳构设计地下连筑续墙1、最婚大限度汉利用规脏划用地采，高度尿受限，尘向下发漆展。2、地狗下四层添，深2塘2m，交建筑外仓轮廓线众与建筑绑红线重唱合。3、开挖肉方案（1）挺放坡大箭开挖。遥场地位痕于闹市慨区，周被边多为财重要建钩筑和城宝市主要穗街道，咏放坡开魂挖不可沙能。否夜定。（2）命护坡桩验支护结身构。优箩点：经兆验成熟备，技术泪可靠，暂地下室裂施工方丝式便。缺陈点：需豆占用红井线外市矿政规划心用地。不否定。北京某大眨厦结构设蔑计地下连续貌墙3、开挖毫方案（3）翼地下连墓续墙。猛不占用滚红线外坟用地，述既可保酷证上部辆竖向荷沃载的有亡效传递圈，又满引足建筑色使用要摸求。采赤用。北京某大集厦结构设订计地下连续稼墙1、特桥点：不依同阶段电，其功誓能与受哗力工作导状态不争同。2、功能涨：施工开亦挖阶段为秤施工支护彼结构，用愈于挡土、您截水。使功用阶段为痰地下室外头挡土墙。3、难腊点：对趁于基坑周深度二猎十几米挣，施工惩支护与诊使用合承一的地庸连墙结碌构经验答不足。北京某伞大厦结栋构设计地下连刑续墙需解决的群难题：1、位移你的严格控杀制。2、施工霜支护阶段权与使用阶沿段要考虑超内力重分移布的计算愚方法。3、楼板苗与地连墙雕的可靠连提接方法。4、在竖筋向荷载作台用下地连恰墙沉降（开基底沉渣慕等原因产煌生）与基惨础底板间菜沉降差控分制以及防省水措施等城。北京某涂大厦结恭构设计地下连牙续墙计未算分析1、因基坑边梅长很长，俯计算按平翁面问题考管虑。2、取单位长耽度墙段，样用弹性支友点法，杆尊系有限元穗进行分析膝。3、把连续墙啊沿深度方敌向离散成辈梁单元，滤锚杆及基肾坑底土体着简化为作下用在相应别结点上的相弹簧，锚惧杆弹簧的拜直线刚度史按锚杆张严拉试验曲拒线确定。土体弹捧簧的直伪线刚度砌用m法按不慎同土层杯分层计服算。北京某大衔厦结构设脊计地下连息续墙计牲算分析4、连续墙枝上的荷密载为墙么背侧向谎土压力柔、水压挪力及锚位杆预加番力对墙索体的推构力。土钩压力按械朗肯土菜压力理滋论分层叶计算。北京某大摸厦结构设狡计地下连续美墙计算分冤析5、计算分析果模拟基坑贪分层挖土德及锚杆分德层施打、惨张拉的实御际施工过禾程，分为摘若干个连合续相关的修工况，每慌个工况的恶计算分析林要利用上碰一工况的泪计算结果轨。计算中孝考虑了锚择杆施加之晶前墙体已伙产生了一张定的位移璃这一实际浴情况，同垒时也考虑秒了墙体在籍基坑开挖肤过程中有陕时会向基讯坑外位移因的情况，滋使得计算翼分析更接抚近于实际真情况。北京某大剩厦结构设间计地下连迎续墙计适算分析6、地下连续奴墙在作为渣临时支护非结构的任坑务完成后泼，还将作杏为建筑物损的永久结牲构继续在浇使用阶段毙发挥作用浑，在进行鸡使用阶段块连续墙的凶受力分析闸时要充分欣考虑其已欲存在的内两力与变形晌，这样才游能正确分巴析连续墙拢的工作状导态。地下姥室各层楼爽板施工完济成后，随亿锚杆全部岔拆除，各兆层楼板成慎为连续墙置的新支点剖，地连墙悦内力重分显布。北京某大恒厦结构设拼计锚杆设计1、预应力锚非杆技术是选本基坑工计程成败的究关键。2、连甲续墙上塘的绝大卡部分水毙平荷载李传至锚巾杆，需塌确定锚疯杆的承驰载力和镜变形性仆能。3、锚厦杆基本朗试验快。北京某仇大厦结慢构设计锚杆设计4、锚杆设扣计综合患考虑了榜以下问非题：(1).混锚杆所在巨的地层条阀件；(2)港.力求荐使连续腔墙的弯防矩分配角合理,图不要出猜现局部绞过大弯摸矩；(3)猾.锚杆咽的位置永在满足误地下室瓣施工的遮前提下缓尽量接粗近地下妻室楼板银，以减令少锚杆驳拆除后斤连续墙已内力的背突变；(4).刻为了减小着连续墙在抽施工阶段蓝的内力和脊位移，锚丈杆在地下略室施工至拥±0.0浑0后拆除辅。5、通奴过调整肺各设计锹参数经榜过多次括试算得销到最优呀化的计朴算结果残。北京某皮大厦结游构设计地下连续尼墙计算结妥果1、墙赌段1计京算弯矩略及位移北京某摔大厦结麦构设计地下连倍续墙计久算结果2、墙段菜2计算弯雕矩及位移北京某大饥厦结构设卧计地下连训续墙计钩算结果3、计算图位移与实叉测值比较北京某渴大厦结包构设计配筋设计1、取各阶塔段内力杠包络值败为配筋翁计算依钢据。2、C底40砼败，II调级钢筋编。3、连美接构造（1）槽券段间接头乡丰采用圆形若接头管；（2）基竞础底板采无用了预埋荷钢筋接驳始器的连接呀方法；（3）地杀下室各层抗楼板及墙京体之间的侨接头；（4）递地下连忽续墙与象主体结尸构梁之墨间的接用头也采缠用了预感埋钢筋秆接驳器气的连接阔方法。北京某共大厦结峡构设计配筋设计北京某贡大厦结究构设计地连墙叉底部压揪浆技术水的应用1、槽底沉种渣量过秩大，会柱使地连丛墙产生嫌附加竖况向沉降堵。2、经将现场测拨量槽底隆虚土和卵沉渣厚翁度约1夹5厘米算。3、压浆面采用C2谢5水泥浆柴，利用压聋浆管将水泽泥浆液压耍入槽底，幕在槽底形拔成水泥浆铸加固区，户。4、经故现场施射工后连嫁续观测慢，地连姜墙沉降初量甚小参，上部互结构墙挂体与相将连楼板贩间没有棍发现不供良变化港。北京某钩大厦结赚构设计地连墙各疲阶段监测1、对地连篇墙全过税程进行荷监测。押监测内复容包括悉地连墙竭顶部侧核向位移捷、地连闪墙墙身余位移、责墙内钢锋筋应力仗变化、帖周围建护筑物及止周边地猪面沉降愿观测。2、周超边环境别：周围邀建筑物朗的沉降圣仅为0骗.2m期m，基夸坑相邻较地面的丧沉降大胶都在1旅0mm虫左右,迫周围的赠地下设套施无一绸受到损况坏，说缝明基坑泻开挖对锤周边环室境的影染响甚微棋。3、连迅续墙位百移：除庸南侧局陈部因特泽殊情况偏提前拆乘除部分惹锚杆导狐致连续灰墙墙顶鸽位移增喷加外，余其它部换位连续狮墙体的捕位移均炕小于3这0mm白，达到逗了预期公的目的蹄，满足陶了连续名墙的变昼形要求转。北京某大贤厦结构设拾计三、大跨菠钢结构（叔巨型钢桁柴架）北京某消大厦结欢构设计东、南摔立面巨腐型钢桁饰架北京某大先厦结构设思计巨型钢顶桁架1、东与立面、对南立面来各有两摄榀桁架埋，外侧腹桁架跨改度55智.2m斩，内侧非桁架跨砍度45晓.5m以，桁架惨高6.标9m，泡为标准蝴楼层的找两层高捎。2、钢哑桁架上鹿承托8倚层钢筋捞混凝土想结构。屈荷载巨瓶大。3、本工程眨施工工简期较长惨，历经肃四季。码冬夏季瓦之间最聚大温差疼在50~6蹦0度之间，温度员应力问伴题突出京。北京某庭大厦结垦构设计巨型钢桁控架4、结构设计棋分两阶段辱进行，施工阶段益按端部铰刑节点考虑牢。此阶段锹钢桁架两如支座可以质滑动，上欠部结构在辜施工期间巷支座处局谈部混凝土焦暂不浇筑道，保证桁直架支座水白平方向自埋由滑动和悲转动。桁茫架上部混忙凝土结构驶施工时，仇跨中部位息预留后浇付带，去除牙上部混凝叹土结构与课钢桁架的泉整体效应刷，使施工廊加载过程书与计算假溜定接近。笋第二阶段目，待上部誓结构完成况后，以后兰期温度变局化产生的捐应力最小满为原则，迟考虑今后字使用期间寺的室内温亏度及北京至自然气温沿变化(取杆接近中间顺值)等影贴响因素，涨确定桁架得端部混凝裤土封闭时露间。北京某大症厦结构设爪计东、南邻立面巨图型钢桁原架－－上部预留穗施工后浇豪带北京某警大厦结我构设计巨型钢渠桁架钢桁架钢合材型号A572，由国霉内生产绳。桁架暗上下弦屠杆按箱问型设计踏，腹杆卵为焊接H型钢，板狂材厚度分柱别为50mm、75mm。桁架废连接全绒部为焊港接，焊殿缝按一劈燕级要求物。主要截库面如下寇：北京某大宵厦结构设腹计东、南动立面巨铺型钢桁疼架北京某大尤厦结构设爱计东、南呢立面巨投型钢桁蝴架北京某大滑厦结构设冷计巨型钢桁岸架－－主要计算害结果上弦杆的城最大轴压悼力:38抄042巩KN下弦杆部的最大逆轴拉力零:40窗067饰KN跨中挠气度:静歼载12晶0mm密,活载递20m娱m,共明140墓mm。钢桁架在包安装时起挥拱110尘mm。北京某欠大厦结补构设计巨型钢桁贡架－－运输与稿吊装考虑到运捐输和吊装碑的可行性土，将整榀赚桁架分割岩成如图所搭示的单元悉。在工厂蓝内加工完雕后，运至番现场拼装健。北京某大喊厦结构设夫计四、空间内锥脾型悬挑结凝构北京某而大厦结腐构设计空间内伙锥型悬城挑结构：1、在民中部大舒厅西北敞角上空匙4至8铺层由三星个方向兰向内挑撇出9.椒8米，谢形成空吩间内锥牧型悬挑央结构。2、悬挑江部分上部求新增柱网北直接落于翅挑出的水骨平楼板和谋斜墙上。对于落在弯挑出的楼瓣板和斜墙然上的上部陆柱网，结让构也未设磁常规概念效的转移大块梁。北京某脊大厦结升构设计空间内仇锥型悬部挑结构北京某停大厦结蜡构设计空间内忽锥型悬疗挑结构1、该方法使挑既出结构部兔分仍为板逝柱体系，象从而保证允了建筑在浩使用上具聋有充分的巡寿灵活空间。2、使用三喘维壳元叫程序LARS投A对空间内截锥型悬挑侦结构进行岸了进一步旅详细分析。3、计算模御型：模型一踩：仅斜煤墙板，天未考虑担水平楼零板，水牛平楼板访处设水赏平不动予铰支座替。模型二：唱考虑水平坐楼板的作滴用。模型三：饭水平楼板个处设水平翁弹簧支座茅。4、弹卖性计算回。北京某大巧厦结构设豆计空间内富锥型悬促挑结构1、由于水平啊楼板在受榆弯的同时承还承受拉餐力，因此挽在配筋时砍板上下皮在均配置全舞部拉通的杂受拉钢筋留。并适当鸡提高板的启厚度，使至其具有一墓定的刚度搬保证。2、