某日报社“报业大厦”结构设计与

会议投稿某日报社“报业大厦”结构设计与分析工程概况本工程位于江西省某市红谷滩新区，是由办公主楼，商业群楼，印务中心组成的大型综合性建筑。项目总用地面积20000㎡，总建筑面积为5万平米，地上建筑面积4.2万平方米，地下建筑面积8千平方米。其中办公主楼28层（含屋面以上3层高峰论坛），建筑总高度119米；商业群楼5层；地下一层车库；印务中心3层。高层办公主楼与多层群楼之间设置120mm防震缝，印务中心与主群楼之间用18米跨度的雨棚相连，从而达到一个浑然一体的建筑效果。本工程最大的亮点就是弧形的立面造型，远处看此建筑就像大海中的一艘帆船。弧形结构与透明玻璃幕墙的围合，每层形成一个三面通透的办公空间，实现了美观与实用的和谐统一。“某报业大厦”钢结构造型工程主要由四根立起的圆弧钢柱组成。圆弧钢柱平面之间由H型钢、圆管、方管作为系杆组成一个平面整体。圆弧钢柱与预埋件的连接是由H型钢组成拉杆并使力系闭合（行成1个三角型）。钢结构的圆弧造型总外弧长为141.745米。造型宽为21.4米。桁架底端支撑在（标高18.65米）混凝土的立柱外边和混凝土大梁外边的预埋件（承载面向外伸出0.7米）的承载面上，另一端安装在（标高98.65米）的屋面上并从向屋面北进23.35米。钢结构圆弧造型的外弧边（标高65.8米）与混凝土框架结构的垂直面的距离为9.54米。圆弧钢箱柱构件最高为点为125米。建筑效果图、建筑立面图见（图1~图2）。图1建筑效果图图2建筑立面图2.地基和基础设计工程场地地处扬子准台地，赣江断裂带，原为赣江的故河漫滩。经钻孔揭露，该场地岩土层自上而下分别为：耕土、粉质粘土、淤泥质粘土、细砂、中砂、粗砂、砾砂、强风化泥质砂岩、中风化泥质砂岩（软层）、中风化泥质砂岩。地下水静止水位一般在地表下2.2~2.5米。地下水的年变化幅度约为1.0~1.8米。赣江最高水位一般出现在7~8月份，历史最高水位为22.53米，最低水位为13.11米（黄海高程）。根据水样水质分析试验数据表明，该场地地下水对混凝土具弱的腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱的腐蚀性。抗震设防烈度为6度，设计基本加速度值0.05g，实际结构计算采用0.1g，第一组。地震特征周期值为0.35S，场地类别=2\*ROMANII类。本工程采用泥浆护壁钻孔灌注桩，以中风化泥质砂岩为桩端持力层。中风化泥质砂岩的饱和单轴抗压强度标准值frc=8.27(MPa)，根据岩石坚硬程度划分，属于软质岩岩，可以采用扩底技术，扩大头直径取为桩径的两倍。基础采用桩—承台基础，一柱一桩设计。采用的桩径分别为Ø600mm、Ø800mm、Ø1000mm、Ø1500mm、Ø1700mm、Ø1800mm，Ø1900mm。桩径Ø1900mm，扩大头Ø3800mm，其单桩竖向承载力特征值为19450KN。核心筒下布置群桩，桩径分别为Ø1500mm、Ø1700mm。扩底钻孔灌注桩具有良好的经济性，与不扩底的灌注桩相比造价降低1/3左右。3.结构设计3.1地下室设计地下室顶、底板采用混凝土梁板式结构，底板厚度350mm，400mm。由于地下室结构超长，以沉降后浇带与伸缩后浇带对地下室进行分割，后浇带间距30米左右。沉降后浇带是在主体结构封顶后才能封闭，伸缩后浇带在60天以后方能闭合。本工程地下室的投影面积远大于地面结构的投影面积，所以地下室要做抗浮设计。采用抗拔桩与地下室底板上覆土相结合的设计。核心筒下承台厚度为2000mm。由于核心筒承台上电梯基坑和集水坑较多，故采用整体下沉式做法，做到构造简单、施工快捷。核心筒承台剖面图详见（图3）。图3核心筒下承台剖面3.2结构单元规则性在初步设计阶段，办公主楼与商业群楼是连为一体的，中间不设缝。经过“江西省抗震设防审查专家委员会”对初步设计的专项审查后得出结论，本工程办公楼为超限高层。原因如下，由于高层塔楼偏置与群楼一边，所以结构存在三项不规则：eq\o\ac(○,1)扭转不规则，扭转位移比大于1.2；eq\o\ac(○,2)楼板不连续，由于群楼部分楼层开大洞，所以有效宽度小于50%；eq\o\ac(○,3)尺寸突变，缩进大于25%。基于上述原因，施工图设计阶段把办公主楼与商业群楼之间在±0.00以上完全脱开，之间设置120mm防震缝，各自形成独立的结构单元，这样的结构设计更加合理，明确就，而且不会是超限高层结构。3.3结构方案和选型办公主楼采用现浇混凝土框架-核心筒结构，与弧形钢柱相连的两根框架柱采用局部钢骨结构，其他框架柱以及核心筒采用现浇混凝土结构。群楼与印务中心均采用框架结构。主体结构楼盖采用现浇混凝土梁板式体系；突出的弧形部分，楼盖采用压型钢板-混凝土组合楼盖体系。16层结构平面见（图4）。雷图娃4秩1呢6许层结构凤平面图资主楼弧太形部分杏采用钢遗结构，跳而没有那采用混郊凝土结填构，钢掘结构的谣优点是伶：eq\o\ac(○,链1淡)况重量轻士，可有粒效减小咸结构自弓重；eq\o\ac(○,静2掘)痕可增加负结构延梯性，避参免增大老结构刚孟度；eq\o\ac(○,队3盈)畏施工简学便快捷勿，工厂疫加工好亡构件后炼，现场耽进行拼止装与吊悼装。谋3.4融铸结构构卸件布置隔主楼采典用垂直市通道形更成的筒崇体构成抖相对集汽中的核恢心筒剪农力墙作陶为结构薄的主要疑抗侧力坛构件，侨外框架贯由混凝芹土框架榜柱和框汁架梁构息成。两俯个方向脸柱距均剥为组9漠米，核蜻心筒与状外框架提柱间的裂中距拒为态8.石6驾米。核粮心筒的尖高宽比椅约呈为乞1听0既，均满梨足《高桌层建筑晚混凝土画结构技爆术规程块》（以备下简称构《高规拜》）的盒有关要夜求。核鹅心筒外立壁厚度衰，根4斗层以下胳厚度均鸭为永400炭m伶m精，矮5旷层洞~冤屋顶孙为拥300退m赖m优，内壁射厚度均脖为约200何m形m植。电梯尾井筒隔比墙厚度亿均泪为恒160眯m陶m查。核心蛾筒与主兽要梁、航板、柱孝的混凝菜土强度烘等级见郑（表脑2赞）棋主楼楼科板采用名混凝土组现浇板胖，厚度纸均脆为惜100彩m辩m持，五层眉和屋拐顶粱120彻m西m驳。钢结绒构平台闻部分楼讯板采用益压型钢威板岂-浴混凝土俘组合楼爪盖体系荒，压型灭钢板采诚用镀铝膀锌钢楼筝承板采脾用右BD4喊0据,班板祝宽俊55陷5年，波刻高栋40m艘m裹，板油厚锅0.9葵1m范m挣。组合仙楼板厚镜度磨100谈m耗m拉，钢楼临承板仅以作为模停板使用辣，可不闯做防火面层保护区，比做驰组合楼萝板使用截经济。丹某报业躁大厦钢寻结构弧婚形造型励，主受京力构件域是四根杰变截面演弧形钢护柱组成妇。其中掠两根弧园形钢柱档下端生天根在五韵层的混柱凝土边身框柱上府，另外难两根弧倚形钢柱动下端生理根在五浸层的混虽凝土边世框梁上染，五层此的混凝挤土边框调梁上的红截面湾为念600音X15贵00m棉m尿。四根学弧形钢设柱的上发端支撑脏在屋顶快的混凝毯土边框盾柱和混朝凝土边窑框梁上努，屋顶竟的混凝罪土边框委梁的截弱面凶700仿X10粥00m牲m首。此主宾楼险6~法9予层床、傲11~岛1蒸4菊层维、菠16~乒1求9雁层帽、纱21~能2脖5袜层均在串弧形钢净柱与主东体结构泽之间设千置上人金的钢平闷台，以劈作办公南之用建。扔1走6烤层钢平甘台的出掉挑跨度研最大，售达道到至1树2必米以上猪。四根糕弧形钢衰柱爽在言11痰9绳米的标浅高处与踢屋顶上膜的四根袋斜钢柱霉相交，弱从而在黄屋顶形脾成一个扩闭合三删角形。医弧形钢戏柱以及率水平钢赚梁的截下面尺寸裕见（拨表威1慰）。皇表胆2递着弧形钢扎柱、钢倦梁截面芦截面编乐号寒截面型券号昆材质爽扮挪备注艘GZ1标□酸616废~13运55~疤864次x50考0x2傻0诊Q23衰5B仇四根变电截面弧料形柱沸GKL接1说H55燕0x3韵00x墓12x卡25佩Q23段5B凳弧形柱蛮与主楼朋的水平伟连系梁农GKL笼2运H55锈0x3保00x溪10x林20游Q23欧5B普弧形柱偏与主楼槽的水平宅连系梁坟G泛1咽，深G2刚Ø2邮45x院6.5便琴Ø3燥51x突10为智圆援管训狠Q23战5B役四根弧菠形柱之辉间的系膝杆捷SL1慨H55跑0x2痕50x吉8x1脚2检Q23睡5B死扬坊钢平台骗次梁击SL2月H45竹0x2进50x扒8x1扭2e飞Q23透5B旬钢平台愈次梁绒表沃1妥狠主要混虹凝土强贯度等级沫起戏构件绕位置及慧层数跟现浇楼巴板块组合楼势盖伍墙区柱未办公主耕楼行-1~密3骨C30纱C25遮C40熄C50典4~9菊C30堤C25钥典C疾40专C40伯10~只15畅C30榜C25依通C庄35脉C35抬1昼6姜及以上塌C30库C25类傍C策30嚼C30矮中间两致根弧形祖钢柱下侄端，生晴根在五床层的混百凝土边星框柱孟上阅,敢柱中预旺埋型钢张埋件；喝两侧两五根弧穗形钢柱资下端生爱根在五私层的混怕凝土边幕框梁上蚊。弧形拐钢柱的与上端支丢撑在屋衣顶的混绕凝土边侨框柱和荒混凝土瞒边框梁截上挥,陶节点详歌见（施图面5毫~赵图品6桂）。押图笑5停持弧形钢混柱生根喂示摸意拦吓姑袖许哄这拖撞迎图汽6本累弧形钢菠柱屋顶繁支撑示浆意间图石7糕STA填A惕D辅三维计起算模遭型耕孤声悠盒柿朝肢图辛8呈篮钢架正炸立面支坐座节点菌图察3.5醉穗公结构计隐算及分茫析属本工程程采用中鞠国建筑肝科学研捆究院今PKP江K做工程部忽编制的友PKP趴M骆系列软屠件约SAT贺WE顽进行整悔体计算进，并采挑用择RE钉I膜公司钢插结构通筒用计算泊软吨件桨STA碗AD/掘CHI爪N杆A辣进行钢骑结构部偷分的补欢充计算撞。鸦STA门A俘D竭三维计袍算模型切见（纳图宣7赴），钢士结构正冤立面支叉座节点华图见（乓图蜓8埋）。贸由于主桥楼与群扎楼都在烦同一个晒地下室景大底盘脖上，两躲栋建筑吓在地下域室以上辰是完全恼分开的渐。所以壳计算时备将上部切结构和港地下室牙作为一资个整体嫩考虑，缺采用了杠地下脂室庄+权主楼、帽地下荒室孟+文群楼两妈种模型敞，分别初计算主程楼与群践楼。主标楼与群惭楼之间晶的面定秧义为遮促挡面，头以免风迈荷载计垦算偏大鞭。回填附土对地隔下室的询约束作央用采用暮《多层序及高层架结登构演CA夕D体软件高缎级应用潜》中推茅荐的弹御簧刚度低法，取犯回填土滨约束相碎对刚度型比列为霜3.央0镇。由于善办公主成楼建成陵后可能逗会对外域出租，慰所以楼涉面考虑妈隔墙灵柏活布置如的荷载僵，办公嚷区楼面狐活荷载滔取具4.0牢KN/看m杰2葡，并要径求隔墙插材料容爱重不大殊于居10K念N/m启3点。主要屠计算参事数见（巾表军3谷）。俊表兼3团笼按主要计丹算结果颜序号记项目伏X皇方向仇Y纽方向调备注着1凶自振周敲期（织S虽）洁T申1掩值洲2.8栋016蹄2债位移颜地震力忍层间汤△肾Uma糖x严2.0怒7休1.6笋6举△巩Uma浴x/南h搜1/1行850员1/1剧449蹈风赖荷载揪层间庆△职Uma孝x轿1.9段3尤2.0屡0剂△忘Uma倒x/他h慨1/1兽952结1/1戏335萌3奉柱剪力敢百分比霜范围孤15%央~28恩%太20%灶~38独%蝶4嚷本层位灰移角与类上层位枣移角隆的峡1.权3况倍及上废三层平买均位移剧角临的喊1.作2宵倍的比玩值的大臂者尺0.8暗8闷0.8截9杰5控第一扭佣转周期陶与第一秒自振周掠期比申Tg/贿T1庆0.6敞14解6本偶然偏鼻心下楼峡层最大昂层间位细移与平移均层间摆位移之准比最大背值辛Rat赌io-高Dx信1.2给6北Rat薯io-籍Dy姐1.2撤2天在使辱用哄STA循AD/李CHI毙N桂A恢的计算虚中，把金SAT仇WE脑计算生哀成的的毯风荷载业工况下锐结构各休层水平丧位移值础输入中到烫STA色AD/嚼CHI应N芹A伶中，以碗便模拟协支座位茅移产生烂的荷载聪。最后贫计算出万钢架支匪座反力员，支座厚节点位婶置见（洋图炸8灯）。把愁此支座锻反力按复梁、柱垒上集中悠荷载输反入到年SAT品WE红结构模浮型副1伪中（此计模型无出钢结构丑部分）免，并与方SAT杏WE明结构模绸型辜2皆（此模厚型包含阳钢结构漏部分）绩的结果通进行比谅较，取快两结果辛中较大厘值进行摇设计。杀4.走恳钢结构它的施工看与吊装封4.1牌腿积预埋型右钢的施拐工赖每层钢卧架支座美节点处美的混凝或土中均益预埋了披型钢。馆有些型持钢的尺档寸截面级较大，音而且还挡焊接了爪加劲肋工板。由麻于梁、肚板、柱采采用混惩凝土结恩构，导筛致其纵舰向钢筋阵不能贯丈通节点钢核心区糠，需要地做一些需处理貌。舟18.朱65泪0锄标高埋河件与混不凝土梁狂、柱纵诵向钢筋喷连接及痛开孔补匪强图见矿（侧图乌9项）。现肺场实拍樱图见（征图字10烈~编图谷1坦1绘）。欢图灿9僻18.壁6岔5答标高型姜钢与混指凝土梁婆、柱钢盖筋连接骄及开孔降补强时图舍厚肥击弱弊图主10后先现场实狼拍柱中泥型钢肌图么11事腊现场实引拍梁中为型磨钢取税众赤袍薯炕婶搞虽僵图烟12虹套阳圆弧钢脸柱吊装载示意图唱4.2霸韵源钢结构速的吊装灭钢结构副的圆弧悟造型总制外弧长捎为刑141浑.74遣5协米，最啦高旅点袍125傍.51奥8之米。用态钢量题为蜡51怠0现余吨，狗其听中失4晶根圆弧倍箱型柱笼的用钢徐量踏为遣30棚0插余吨。僻每根的祸用钢量耻约丈为五7笨5严吨。每爬根分芹为碧9下段，平慢均每段才约昆为苍8.3甲3提吨。所乒以说，袍本工程肢的钢结滔构吊装俘是一个望重点，根也是一目个难点斜，施工版图设计毙阶段就横应该考妻虑今后拼吊装施锤工的问术题。狂吊装方豆案尤1妖：选狭用阳1筐台需TC7请05烦2伶塔吊，芳摆放于弯主楼钢养架一侧详，专门虏用于钢坟结构的疼吊装。落吊装方雁案撑2巧：选攻用韵1串台愈W培Q沈—他—发1革0熊屋面旋役转起重城机，拆悲卸后运央至主楼队屋顶再荣进行组娘装。方筒案盈1尚的总吊辉装费用王约范2受百万元多，但不鱼会对主夹体结构告增加额早外施工须荷载；询方露案涂2示的总吊抽装费禾用婶5州0夕万元，秆但会对岛主体结柄构增加谈额外施殊工荷载敌。经过黄反复比慕较，采绒用吊装钳方贩案当2妇。所以雁，结构晌设计时臣要考虑洲屋面吊壁机的荷川载。掌在主体糖工程楼碍面板上翠设置一爬个与柱卸连接的畏刚性横朵梁（顶带杆垂直喝）。用捷于与钢牛柱的顶舞杆调节希距离之案用。在晚柱的二杏侧各设水置一道日软索并趋用沾2领吨手拉铸葫芦作型为调节而位置之灿用。圆晨弧钢柱编吊装示华意图见友（订图趴1痒2找）嫩柱吊装英（吊装击顺序诊为精1.2窑.3.逐4.5垒