复杂超高层结构设计创新与实践图文并茂

复杂超高层结构设计创新与实践

xx建筑设计院股份有限公司

2013年武汉保利文化广场1、工程概况主楼46层，大屋面标高209.9m；副楼20层，屋面标高101.0m；主副楼在16~20层通过钢结构连接为一个整体，连接体跨度为42.5m，立面呈“h”型。武汉保利广场是由两栋高度不同的塔体组成的大跨连体复杂高层建筑,总建筑面积为14.4万m2。1、工程概况二~八层建筑平面图1、工程概况九层建筑平面图1、工程概况十~十五层建筑平面图1、工程概况十六~二十层建筑平面图1、工程概况二十九层建筑平面图建筑剖面图2、基础与地下室设计基础平面布置图2、基础与地下室设计2、基础与地下室设计2、基础与地下室设计地下室“隔水-排水”抗浮设计3、上部结构体系本工程地下4层，地上分为主楼、副楼及裙楼，主楼和副楼在1~8层与裙楼连接为一个整体。该工程建筑抗震设防类别为乙类，抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，场地类别为II类。二~八层平面主楼、副楼均采用“圆钢管混凝土柱+H型钢梁或钢桁架+钢筋混凝土核心筒”混合结构体系。上部结构九层平面3、上部结构体系十层平面3、上部结构体系两塔荒楼核倚心筒但偏置夜一侧袜，为蝴减小狂扭转匠，在奶主副丙楼南搬北两居侧设颠置密象柱，窑加强浪框架笑梁，警形成犬较大勾刚度恰框架犹，提清高结透构整给体扭秩转刚冬度。副楼主楼十一~十五层平土面3、上廊部结斜构体往系副楼连接体主楼3、上闻部结禾构体圈系十六~二十岁一层平淹面二十污二层~四十围六层平伪面主楼3、上尝部结附构体召系结构三维模型3、上烫部结驳构体受系3、上镇部结副构体村系3、上扯部结牛构体举系3、上柳部结梅构体镜系4、大掌跨减精震连祸接体筑设计主楼配与副矩楼在16~20层通耻过钢哲结构拴连体稍相连致，采献用刚凤接方样式，渴主副毙楼之驰间的按相互写约束厌作用惧增大原了结蛙构自壮身的蚀抗扭丝式扭转毫。连接养体采搅用“2榀主滩桁架+次桁哲架转香换”的前布置浇方案盾。沿42专.5暖m跨度血方向理的连险接体盗外侧额边设追置两凤榀主桁舅架，与聋主、糟副楼视结构赌刚接禁。4、大神跨减示震连当接体秃设计在15层设这置与僵主桁怠架正就交的四榀铺次桁怪架，两可端与自主钢闹桁架推刚接较；主页桁架酿弦杆丽及斜棉撑均剂延伸宏至主架、副绩楼尽哨端或腔与筒圣体相槽连。4、大绒跨减认震连齿接体堤设计4、大接跨减棵震连僚接体摇设计4、大昏跨减育震连哭接体宵设计5、典安型节锁点设瓣计5、典认型节县点设乔计5、典折型节窑点设究计5、典半型节扣点设关计城市忌大客蔬厅屋串盖滑蝇动支袖座构慰造6、单速层双镰向索态网玻寻璃幕斗墙6、单抱层双脆向索谨网玻醋璃幕企墙主体坐结构旋抗震累性能伞目标7、混折合减刮震设眼计7、混关合减抱震设脱计两栋雨塔楼面核心店筒严告重偏呈置，扭转扑较严伟重；两栋订塔楼删高度瓣、质校量相忧差很佩大，轻且连明接体飘与高释塔的晒一端翼端部酱（而惯非中因部）估相连栗，属严重挥不对早称连宏体高漫层；连接册体跨威度大，达42保.5黄m，共辛有五休层，结构甜质量巡寿大。主体掠结构砖特点伟及减医震措面施主体课结构旨的特易点导让致结退构扭最转耦葬连振深动较渣复杂邪。为溪减小观及控太制主伐体结还构的领扭转凝，除掀在塔蚁楼长断向两姐端加夏密框质架柱净外，洒还设足置了围一批非线阿性粘眉滞阻伙尼器。7、混桑合减怀震设誓计主体旨结构萝特点涝及减踩震措省施阻尼器的设计参数见下表。阻尼器相对速度与阻尼力关系通过计算得到粘滞阻尼器在大震下对结构的附加阻尼比在4%左右。粘滞称阻尼镜器连早接节犹点7、混驶合减奇震设恭计阻尼眠器布盲置示麻意图7、混顽合减革震设柜计通过手计算仓分析角发现出，连拜接体乘主桁柔架的平面蹦内刚刚度对整馋体结点构的朱动力泄特性告有显搭著影师响。因将主摄桁架连中间车跨作变为调个整段朗，对钢该段炕范围碌不设顽支撑迫或设吧支撑努，以示及采巩用不零同刚洪度支某撑的捡情况嘴进行逃弹性销分析下。7、混丸合减究震设臣计连接体中段不设支撑时整体扭转相对较小，而设置较强支撑时整体的扭转会相对较大。故可通过减小连接体中段的刚度来控制整体的扭转效应。同时具在中存、大旧震计渣算分门析表葛明下上，若较连体弓结构令在中倘部能董上下临错动版，将康显著搬减小柱主体算结构停的扭惯转。7、混雕合减好震设袜计为实山现上听述目慢的，雹连接称体主淘桁架固中间仁跨腹舌杆采竿用屈曲恩约束滑支撑（BR时B），BR碧B在正旷常使腿用及锐小震鸟下不浸屈服驱，以爬保证趴正常方使用昼阶段胸的结强构刚泳度，彼在中不、大投震作粒用下绣，BR艇B屈服矮耗能彻，连颜接体套在中剥部可韵上下古错动瞒，以佳减小阔主体伐结构同扭转笋，并顾耗能或保护晕连体纱构件若。BR炊B设计涉参数松及布杨置位搅置。7、混灶合减侨震设统计屈曲共约束辨支撑趋连接池节点7、混手合减假震设摸计屈曲距约束伸支撑歉布置发示意钻图7、混兵合减帖震设节计7、混菜合减墓震设判计某屈吨曲约扑束支述撑杆肢件和滩与其宽相邻街的柱拖以及苗连体筒桁架稼某根裕斜撑怀的耗顶能滞狠回曲悟线对谦比如矩下图度所示漏，BR她B的耗疾能能凯力远要远高会于其绳他构见件。屈曲约束支撑与其他杆件耗能对比非线础性粘本滞阻塘尼器（速畏度相缘瑞关型优阻尼疑器）制与屈曲首约束涝支撑BR评B（位俭移相浴关性选阻尼潜器）晚混合千应用借，形外成混合艘减震继体系，以打实现蜜减小障及控条制主副体结升构在逝中、举大震教作用疤下扭贝转的首目的冠。7、混折合减归震设系计混合透减震紧体系算的构抽成整体踢结构恭计算较分析妻结果采用AN系SY颈S进行动力易弹塑殿性分挠析，对加阻挡尼器和不加扎阻尼秩器的结逆构进闻行了或对比哗，以架了解葛阻尼贝器对燃结构密减震液效果千。在抄罕遇共地震诞激励穷下的扮对比业如下溉图表闻所示恭。7、混皱合减姨震设筛计设置悲阻尼言器之而后结构喇的地负震反情应明敌显降肥低，闸其中闲，加亭阻尼锣器后咏结构Y方向谁最大防加速瞎度反着应降刊低了36弦.4稍%；结诊构最脉大位响移减丙小了11真.9腔%；层络间位诱移角起减小沙了约10姨%。各层值位移渠包络扭图层间煤位移伯角包茎络图7、混银合减束震设读计重点专部位钉结构李计算愧分析孩结果对于连体慰桁架违钢结泊构，进罢行了侧设置BR旗B和不孔设置BR雷B的对刺比分丝式析。咬不设抬置BR泽B时，握两榀每钢结划构主昆桁架戴有少套部分看杆件奴发生眠屈服赛，其论余大弯部分体杆件辩尚处致于弹纤性。在连率接体径中部暑设置BR涛B后，BR沈B首先值发生熄屈服丹，进叔入塑板性状盛态，尾其附览近的礼杆件依应力梁有一涨定的搁降低机。7、混笔合减柜震设南计连体众主桁珠架典拜型时怠刻应紫力云恢图结构姓模型孤振动脸台试贝验本次古模型投试验艳的模窄拟重村点在巾保证蚕结构监刚度殊相似尺，并揪兼顾献强度搜相似逆。考畏虑振肃动台巾的承粗载能贞力、绩结构阀重量型等因仔素，杯确定吓模型部与原病型的喝相似汉关系闷见下瓣表。原结侍构设袄计的得阻尼晒器在叹单层陪间布辅置，兔但由蚁于阻滑尼器茶最小前加工刑尺寸己的限附制，崇无法席在缩释尺模岸型的烦单层耀间安刑装阻钻尼器欠，因废此采谱取了荒跨层抬布置兽的方塑法。援保证涉阻尼热的相雅似比数关系同。7、混违合减研震设浸计试验昆按照折小震博、中馋震、化大震色的顺由序加宫载。仅输入逝的地功震波喉同弹京塑性筒动力皇分析者用地屈震波凑，分映别进鞋行X向、Y向的贺单向蔑输入炼，再危进行X+万Y双向似输入蹄。每赞个工攻况又口分为买安装言阻尼垃器（扁有控庄）和持不安钻装阻仅尼器胃（无截控）抚两种备情况挺。阻尼察器布匹置侧楼立面正示意耻图制作歼完成夕后的拣型试问验模7、混葬合减辫震设俩计结构疏模型炉振动狸台试颠验在小慎震和陷中震李下，取结构掠未发叹现开评裂破谢坏现概象，丙可认睛为结脆构仍五处于料弹性责状态扩。在侧大震毒后出粮现裂乒缝，你主要悠出现宜在主赢楼筒童体连扇梁端妨部，左层数状集中平在25~39层之墓间，锣可见拢上部聚结构冰比较捉薄弱,但整歪体结撒构仍够保持储良好央的整泉体性挎。较之肤不安冶装阻而尼器仇，安晨装阻哲尼器宰后结单构柱抓应变睛减小10远.6福%~13珠.6苍%，底伸部剪旦力墙匆应变勺减小14拳.6瓦%~16稀.8圾%，主驻楼水莫平位思移最因大值传减小11轧.3订%，副竖楼水诞平位污移最衫大值供减小8%。7、混限合减牌震设学计8、楼导板应朗力分存析9、结谦论本工勺程塔料楼核帝心筒呈严重绪偏置教，刚唱心与吹质心扩偏差惊较大想；两局栋塔仅楼高关度与皱质量榆差异增较大哈等特铜点导途致结剂构振绘动非须常复哪杂，青扭转肺振动铺较大驳。为屈此本猛工程毛选用烦了延挑性较冬好的哥圆钢指管混贯凝土沟柱，姻并在找长向象两端抬加密戴柱距渣以减激小扭荷转；辰同时早设置骑了非线捆性粘爽滞阻芦尼器和屈曲吃约束肾支撑念（BR匪B），通刻过混合矛减震控制娇结构仪扭转掠振动袜。在连熔体主扫桁架搂中部擦斜腹些杆采许用屈曲际约束艺支撑怀（BR尺B）可以胸既可适保证暂正常颤使用打下的波刚度流，便撑于整欧体提哪升，蚀又可世使在归中、翅大震及下连财体中酱部上纽奉、下们错动投耗能税，减因小主母体结先构的抛扭转气，并俩保护振连接滋体其彩他构绢件，表起到冬“保扬险丝悔”的毒作用痰。9、结手论动力肠弹塑宫性时懒程分归析结垫果及科振动词台模性型对悔比试县验表晨明，混合羽减震可以学发挥后其耗寺能减沸震作写用，适在降显低结端构位备移、雾改善茎构件床受力材状况张、提服高结挤构整光体抗鼓震性异能以句及降纸低非老结构掀构件扒的地垃震反裹应等备方面句都可碎发挥臭有效遥作用站，减佣震效订果明举显。合肥隙滨湖涝时代夏广场56工程腾概况1.结勉构印设局计57办公误楼层孩建筑橡及结纳构布稻置图1.结兰构述设孩计58酒店万层建傅筑及江结构线布置余图1.结属构取设魂计59空中乘花园匆层建驾筑及愚结构律布置悦图1.结福构色设坦计60上部狸结构命的解例决方腰案1.结怨构碧设乒计611.结尝构小设朵计62采用漠一般代框架—核心毯筒，穷下部暮有较计多楼由层扭辛转位笨移比点超过1.爸4。采用辽巨型匹框架+框架-核心章筒后铜，结至构的圆各层筐扭转产位移闻比均抚满足射规范旁要求宫。采用留巨型结框架+框架-核心泡筒后坝，结构尽未出叠现两颤肢的含局部请振型蚂。1.结偶构楼设医计631.结痒构属设蕉计641.结谢构多设丹计楼面改梁支能承于乞“连荐梁”着设计651.结庭构患设疏计地震窄作用趁及参脂数选缘瑞用661.结览构翼设岛计地震祸波选受用及狱时程金分析671.结念构培设背计④2层中失风化控砂质组泥岩精：fa根=8津00吧kP槽a，压投缩性且微小平。④1层强爱风化终砂质无泥岩央：fa遍k=话38望0k爸Pa，Es恢=2牵0.俭0M恐Pa；③层添粉土码夹粉恼质粘饰土：fa壮k=磁30竿0k茧Pa，Es途=1素5.细0M奥Pa；土层去分布681.结损构年设无计C1栋桩楼基布递置桩长41米，欢最大代桩身驼直径3.紧7米，巴最大建扩底揭直径5.以3米。69结构孕超限洽内容1.结野构矿设就计70结构海抗震爆性能矛目标2.抗震站性能百化分榜析——性能丛目标71有效什质量壮系数吗及基置底地殖震作伸用效尊应2.抗震破性能敞化分谈析——静力闷弹性描分析72周期艳与振矛型2.抗震返性能显化分搏析——静力象弹性裕分析73结构朽扭转障位移贷比2.抗震杂性能迈化分饼析——静力材弹性步分析74框架需及剪繁力墙饲的剪宴力分炎担百教分比2.抗震偏性能独化分小析——静力逆弹性芝分析75层间僵位移餐角比街较2.抗震释性能提化分码析——静力件弹性栏分析76剪重根比统尽计2.抗震舱性能久化分效析——静力惰弹性蛛分析77层剪无力比阶较2.抗震叹性能项化分叫析——弹性很时程剖分析78层间阁位移缝角比全较2.抗震省性能样化分简析——弹性足时程丢分析79楼梯宇性能旗目标2.抗震馒性能圾化分苏析——等效腔弹性谈分析包（中/大震畅不屈云服设柿计）80中震含作用怜下受贩拉墙存肢验兔算2.抗震忠性能阵化分教析——等效迅弹性拘分析蔽（中/大震葬不屈图服设搂计）81大震特作用坚下墙境肢截消面验挤算2.抗震判性能姐化分怀析——等效热弹性奥分析污（