3.上部结构设计
3.1 结构体系和结构布置
本工程主楼共
17 层,结构主体高度 70m,采用框架-剪力墙结构,框架与剪力墙抗震
等级均为三级,主楼呈弧形,东西长约
340m,南北宽约 16m,±0.00 以上设 4 道伸缩缝把
大楼分成
5 个抗震子单元,16 层架空连廊结构形式采用轻钢结构,连廊与主体连接方式为
弱连接,地震作用时可相对自由滑动。左右两个单元长约
85m,施工中设两道后浇带,中间
单元长约
60m,施工中设一道后浇带。大楼中部中间段 1
―2 层为共享大厅,建筑要求大厅
宽敞、高大、透气,而标准层内廊柱距仅为
3.0m,柱距较密,为解决上述矛盾,结构采取在
3 层设立
“V”字形柱转换,通过“V”形柱转换,标准层内廊的两根柱在 2 层合并成一根柱,
达到扩大柱距、满足建筑使用功能的要求。
3.2 结构计算与分析
采用中国建筑科学研究院建筑结构研究所的
SATWE 计算程序进行整体计算,振型数
15 个,振型组合采用 CQC 法,其中中间段子单元计算结果如下:
1
)
周
期
(
耦
连
)
前
3
个
周
期
如
下
:
T1=2.2894s,T2=1.7803s,T3=1.5380s,Tt/T1=1.7803/2.2894=0.78<0.90
2)层间位移:地震作用
△ux/h=1/2289;△uy/h=1/1669;
风荷载作用
△ux/h=1/5333;△uy/h=1/1322;
框架柱地震倾覆弯矩百分比:
X 方向小于 50%;Y 方向小于 50%;
以上计算结果均满足规范要求。
3.3
“V”字形柱转换结构设计
“V”字形柱结构转换在力学分析上属杆系结构,在结构计算时可直接按梁、柱、斜杆构
件输入进行整体分析,只是在选取楼板刚度时要注意,应将
“V”字形柱的周围定义成弹性
楼板,建议用
“弹性膜”(即计算楼板的平面内刚度,忽略平面外刚度)或者定义成“零楼
板
”即忽略楼板的刚度,才能计算出“V”字形柱的斜柱段水平分力。在本工程计算中对这两
种假设做了比较,最后按
“零楼板”作为设计依据。
本工程有
4 根
“V”字形柱见构造图 1,“V”字形柱结构转换与其它结构转换形式相比,
在竖向荷载作用下具有传力直接、明确,传力路径短的优点,应当注意的是
“V”字形柱顶部
横梁为平衡斜柱轴向力的水平分布会产生较大的拉力,在本工程中达
3000KN。在 Y 向地震
作用下,
“V”字形柱结构弯矩、剪力,并没有造成水平力传递途径的改变,沿“V”字形柱水
平力的传递是连续的,数值上也未突变。因此,以
“V”字形柱作为结构转换构件,不但不会
造成结构竖向刚度的突变,而且受力明晰,传力连续,对结构抗震有利的,在构造上,应
控制斜柱的斜率,本工程为
1:4.2,并采取措施处理
“V”字形柱顶部梁的拉力,此梁按偏心
受拉构件配筋,斜柱按一般框架柱设计即可。
3.4 空中连廊弱连接结构设计
本工程
16 层架空连廊与主体连接方式采用弱连接,连廊结构形式采用钢结构,主体两
端伸出悬臂牛腿,牛腿悬挑
>1 米,以保证地震作用下连廊足够的水平位移量,牛腿之间设
梁板进行拉接,牛腿上设置板式橡胶支座进行防震作用,考虑本工程按
6 度设防,因此结
构计算时可不考虑连廊竖向地震作用和水平地震作用对主体的影响,只考虑连廊竖向荷载
传至两边主体,这样就大大简化计算模型。
4.结束语
本工程体量庞大,长度很长,立面开大洞,场地处于溶洞发育地区,地质条件非常复
杂。这样一个看似非常复杂的高层结构,设计中通过采取合理的结构概念设计,对复杂问题
一一化解,有效实现建筑功能要求:通过设置多道抗震缝,把很长的建筑分成若干简单的