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异形建筑结构设计(上)

发布时间:2019-10-28 16:25:03浏览次数:10080文章出处:最好的幕墙设计公司

  前言:


  华润深圳湾综合发展项目位于深圳南山区的后海,坐落于深圳湾的西面与深圳湾体育中心的南面。该艺型建筑项目占地约38,000平方米,总建筑面积约为465,000米。其中华润总部大楼高度为393米,建成后将成为整个项目发展区内最高的建筑。


  华润深圳湾总部大楼(图1)采用密柱外框筒+劲性钢筋混凝土核心筒结构体系,有效满足了该超高层结构的设计要求。


异形建筑结构设计(上)


图1 华润深圳湾总部大楼艺型建筑


  通过斜交网格在高区和低区加强形成密柱外筒,形成可靠的二道防线;提出了新型外框偏心节点,摸清了偏心节点受力性能和对整体结构的影响,实现了建筑的无柱空间要求;高区核心筒采用新颖的斜墙收进方案,即满足了建筑的使用功能,也保证了结构传力的安全有效性,避免了刚度的突变。


悠洋棋牌   比较分析了伸臂阻尼器数量对舒适度的影响,确定了经济有效的一道伸臂阻尼器形式。此外进行了其它深入细致的计算分析,有力地保证了工程的安全性、合理性。


  基础设计


  总部大楼采用采用混凝土强度等级为C40的人工挖孔桩及筏板作为基础,以中风化花岗岩为持力层。


  对于8根外围柱,采用单柱单桩的形式,每个柱下采用桩身直径.3米,扩底3.6米,单桩承载力特征值R=50000kN;核心筒下均匀布置16根大直径人工挖孔桩,桩长约15~40米石材幕墙保养,其中在筒体四个角部处布置桩身直径4.5米,扩底直径7.4米的桩,单桩竖向承载力特征值Ra=194000kN,共计4根,其余在墙下均匀布桩,桩身直径4.1米,扩底6.8米,单桩竖向承载力特征值Ra=150000kN国海大厦,共计12根。筏板承台厚3.5米。塔楼桩基平面示意如图2所示。


异形建筑结构设计(上)


图2 塔楼桩基平面示意图

  塔楼结构构成



  整体结构采用密柱外框筒+劲性钢筋混凝土核心筒体系[1],如图3所示,标准层结构平面如图4所示。


异形建筑结构设计(上)


图3 整体结构构成示意


异形建筑结构设计(上)


悠洋棋牌 图4 标准层平面图


  3。1内筒


  内筒为型钢-钢筋混凝土筒体,墙体洞边及角部埋设型钢柱[2]。核心筒外墙由地下层4到顶层厚度为1500~400mm。内墙墙厚400~300mm。连梁高800mm,宽同墙厚,局部楼层受力较大连梁内设窄翼型钢梁。


  墙体混凝土强度等级为C60,型钢强度等级Q345B。内筒典型布置如图5~图10所示。


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图5 地下室及 L1 层内筒平面布置图


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图6 L2~L3 层内筒平面布置图


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悠洋棋牌 图7 L4~L48 层内筒典型平面布置图


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图8 L2-L5 层核心筒局部 3D 图


  L2及L3层的核心筒角部局部加厚两个楼层以搭接上部的切角墙,如图8所示,在传力和构造上较好实现核心筒的转换过度,避免核心筒变换产生水平分力影响筒外楼板。


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图9 L51 层以上内筒典型平面布置图


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图10 L48-L51 层核心筒局部 3D 图


悠洋棋牌   L48到L51层的核心筒由于尺寸缩小较多,外墙采用双层斜墙收进的方式实现,如图10所示。


  3.2密柱外框结构


  密柱外框架的立面和构件尺寸如图11所示。


异形建筑结构设计(上)


图11 密柱外框立面示意



图12 典型外框柱示意


悠洋棋牌   密柱的外框架从地下室往上,分别由地下室的8根大尺寸型钢混凝土柱过渡到地上低区的斜交网格结构,再往上为办公区主体的密柱框架,从56层开始,密柱开始再次转变为高区的斜交网格,外框柱的尺寸较小,在高低区两端采用斜交网格加强,使外框具有很好的整体性和抗侧刚度。


  外框柱由地下室的1400x1400mm的型钢混凝土柱,转变为梯形钢管柱,截面尺寸由低区750~830x755x60mm逐渐减小至300~400x480x35mm,材料采用高建钢Q345GJ及Q390GJ。


  特别需要说明的是,由于业主以及建筑师对室内使用空间的要求,要求室内做到无柱的效果,结构的外环梁与外框柱节点采用全偏心的节点连接形式,即:外环梁与外框钢柱连接时,外环梁位于钢柱的内侧,其三维模型示意及现场实景如图13~14所示:


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图13 典型偏心梁柱节点三维示意


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图14 外框偏心梁柱现场图


  3。3楼盖


  采用钢筋桁架楼板组合楼盖体系,由型钢梁、混凝土楼板构成,型钢梁以核心筒为中心,呈放射状布置,两端铰接,梁顶面设有剪力键,如图15~16所示。标准层楼板厚120mm,设备层楼板厚150mm。


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图15 低区楼面梁布置


异形建筑结构设计(上)


图16 中高区楼面梁布置


  3。4塔冠


  塔冠坐落于主结构115层,从331.5米开始至393米,高度达61.5米,塔冠结构由下至上分为三个部分,基座结构采用双层网格网结构,外层为斜交钢网格,内层为施加预应力的拉杆,并沿竖向高度方向均匀设置内环桁架以增加结构的整体面外稳定性能;在378.8米以上中部擦窗机平台空间结构,由于空间较小,采用单层网格结构,后续与幕墙结构相结合设计;顶底锥帽采用单层网格结构,塔冠立面图如图17所示:


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图17 塔冠结构立面图


  荷载作用


  4。1重力荷载


  结构自重包括楼板、梁、柱、墙重量,按各自容重由程序计算。办公区考虑吊顶、架空地板、管线等做法恒荷载取1。5kN/㎡,活荷载考虑隔墙及高端办公需要取4。0kN/㎡,外墙考虑幕墙,附加恒载取1。5kN/㎡。其他部分根据建筑做法和使用功能取相应荷载。


  4.2风荷载


悠洋棋牌   由于各风洞实验室使用不同的试验仪器及分析方法,为确保总部塔楼结构设计安全可靠、经济合理、及保证风洞试验结果的合理性及安全性,对华润总部,采用两个不同的风洞试验室进行一次对比试验,确保风洞试验能真实反映实际情况。


  在加拿大RWDI风洞试验室进行了测压、测力风洞试验研究,华南理工大学作为第三方的独立风洞试验单位。结果表明,两家独立风洞试验单位的分析结果较为吻合,风洞试验成果可靠。设计采用RWDI风洞试验结果,如表1所示:


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悠洋棋牌   RWDI 风洞试验结果表明在 10 年重现期 1.5%阻尼比情况下的建筑顶部风振加速度为 24milli-g(考虑 台风)和 9.1milli-g(不考虑台风);华南理工大学的风洞试验表明顶部最大风振加速度为 19 milli-g, 两者均可以满足规范的风振舒适度要求。业主考虑进一下提高大楼的舒适度,设计拟加阻尼器来控制和减 小塔楼的风振加速度。


  4。3 地震作用


  本工程所处地区场地类别Ⅲ类,设计地震分组第一组,小震、中震和大震采用规范的设计参数进行设计。多遇地震水平峰值加速度为 35gal,罕遇地震水平峰值加速度为 220gal。X,Y,Z 三向地震作用效应 组合系数为 1:0.85:0.65。

  反应谱参数如表 2 所示,其中各地震作用水准下考虑了填充墙刚度影响周期折减。


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  4.4 荷载效应组合


  考虑恒荷载、活荷载、风荷载(包括横风向风振)、地震作用(包括三向地震及单向偶然偏心)等各 种效应组合,共计 129 种。


  其中:


  1)小震反应谱抗震组合时考虑承载力抗震调整系数γRE;


  2)核心筒底 部加强区内力调整;


  3)承载力计算中考虑外框架小震作用效应放大系数;


  4)横风向风振采用三向同时输 入,均方根法效应组合;


  5)中震弹性:考虑荷载分项系数天津幕墙设计顾问,材料取设计强度,考虑承载力抗震调整系数γRE;


  6)中震不屈服:荷载分项系数为 1,材料取标准强度,承载力抗震调整系数为γRE = 1。


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