专题讲座涉及公司近年承接的数个建筑项目,涉及多异形筒建筑、超高层办公建筑、高层大跨办公建筑、模块化建筑的不同内容。通过对各项目结构设计所面临的难题及其设计策略的解读,探讨当下建筑行业结构发展的新问题和新趋势,以及结构技术发展的新方向。
本期分享讲座的第三部分:《四角筒单元高位连体的结构设计》,主讲人:严力军。
满京华“深圳艺展天地”展示中心东临107国道,南侧及西侧为规划中的艺展一路及艺展四路,东侧及西侧分别为107国道及本项目用地整体规划中的艺展三路。
△满京华‘深圳国际艺展城’鸟瞰图
△满京华‘深圳艺展天地’展示中心3#楼(图中最右侧塔楼)
满京华‘深圳艺展天地’展示中心3#楼,建筑总高度141.85m,建筑地面以上总层数28层,地面以下总层数2层;标准层层高5.4m、4.5m。结构工程师采用了较为罕见的四角筒双向多重大跨度错位连体的结构形式,以实现建筑的特新颖效果和功能。
▉▏满京华’深圳艺展天地’展示中心3#楼结构设计
■ 力学概念:连接作用的强弱判断
采用连接筒体在水平作用下产生由轴力形成的整体倾覆力矩与结构的总倾覆力矩的比值确定,整体倾覆弯矩比为CI:
CI=Mw/MT
MT=F1H1+F2(H1+H2)
MW=NAL
NA= NB
ML= MA+MB
其中:MT为框架结构在水平力作用下的倾覆弯矩;
ML为各框架顶部弯矩形成的局部抗倾覆弯矩;
MW为各框架柱轴力形成的整体抗倾覆弯矩。
四角筒双向多重大跨度错位连体结构形式;
四角单元落地,刚接连接。
△3#楼建筑方案(其中开洞贯穿塔楼)
△3#楼典型层平面
△3#楼典型剖面图
△3#楼东南侧立图
△3#楼西立面
△3#楼东立面
△3#楼结构平面图
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塔楼存在高度超限
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一般不规则项3项(扭转不规则、构件间断、承载力突变)
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单项不规则项1项(高位转换)
故判定该栋塔楼为超限高层建筑
△3#楼结构三维模型
附加:
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2个电梯核心筒
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角柱
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剪力墙端柱
△3#楼典型层结构布置
△性能目标
△小震指标
△Y向地震作用下大震弹性与大震弹塑性对比
大震作用下,X,Y向最大层间位移角分别为1/198和1/172,均小于规范限值1/120。
△5轴剪力墙损伤云图
△框架柱混凝土受压损伤分布
△F轴框架梁损伤云图
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刚接连体、高位转换、组合梁柱:
高位连体的连接部位采用刚接节点构造,每组连体的底部以转换的梁抬柱的方式实现。转换梁和转换柱截面形式均采用型钢混凝土组合结构。
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钢靴过渡、精细分析、关键加强:
转换梁上支承的柱,在抗震等级为特一级的部位,柱截面采用方钢管混凝土形式,其余中间楼层采用钢筋混凝土柱;该方案安全、经济、合理。对部分抗剪承载力不足的转换柱段,通过在相应楼层的相邻跨沿整层高增设一段有效长度的钢板混凝土剪力墙进行加强。该措施构造简单、传力明确、延性性能良好。
四角成筒、力图将抗侧能力(抗震、抗风)最大化 → 节约建筑材料 → 达到节能效果。
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建筑结构一体化设计:
建筑水平、竖向立面线条与结构梁柱一体化设计→ 符合绿色建筑设计理念 →达到节能效果。
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建筑新颖+结构创新:
建筑造型新颖,结构设计完全满足建筑的原创构思 → 成就结构形式及结构应用的创新。
△风动试验
△贝雷架
△采用贝雷架的施工工艺
△发明专利证书(一种四角筒双向多重大跨度错位连体结构)
△实用新型专利证书
△广东省工程勘察设计行业协会学技术成果评价证书
△中国建筑集团有限公司科学技术成果证书
△满京华‘深圳艺展天地’展示中心3#楼实景
▉▏结语
本期以满京华“深圳艺展天地”展示中心3#楼为例,分享了四角筒单元高位连体结构设计;后续我们将继续分享更多的专题研究,欢迎持续关注。