專題講座涉及公司近年承接的數(shù)個(gè)建筑項(xiàng)目,涉及多異形筒建筑、超高層辦公建筑、高層大跨辦公建筑、模塊化建筑的不同內(nèi)容。通過對各項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所面臨的難題及其設(shè)計(jì)策略的解讀,探討當(dāng)下建筑行業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展的新問題和新趨勢,以及結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展的新方向。
本期分享講座的第三部分:《四角筒單元高位連體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》,主講人:嚴(yán)力軍。
▉▏滿京華“深圳藝展天地”展示中心概況
滿京華“深圳藝展天地”展示中心東臨107國道,南側(cè)及西側(cè)為規(guī)劃中的藝展一路及藝展四路,東側(cè)及西側(cè)分別為107國道及本項(xiàng)目用地整體規(guī)劃中的藝展三路。△滿京華'深圳藝展天地'展示中心3#樓(圖中最右側(cè)塔樓)滿京華'深圳藝展天地'展示中心3#樓,建筑總高度141.85m,建筑地面以上總層數(shù)28層,地面以下總層數(shù)2層;標(biāo)準(zhǔn)層層高5.4m、4.5m。結(jié)構(gòu)工程師采用了較為罕見的四角筒雙向多重大跨度錯(cuò)位連體的結(jié)構(gòu)形式,以實(shí)現(xiàn)建筑的特新穎效果和功能。
▉▏滿京華'深圳藝展天地'展示中心3#樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ■ 力學(xué)概念:連接作用的強(qiáng)弱判斷采用連接筒體在水平作用下產(chǎn)生由軸力形成的整體傾覆力矩與結(jié)構(gòu)的總傾覆力矩的比值確定,整體傾覆彎矩比為CI:CI=Mw/MT
MT=F1H1+F2(H1+H2)
MW=NAL
NA= NB
ML= MA+MB
其中:MT為框架結(jié)構(gòu)在水平力作用下的傾覆彎矩;
ML為各框架頂部彎矩形成的局部抗傾覆彎矩;
MW為各框架柱軸力形成的整體抗傾覆彎矩。
■ 結(jié)構(gòu)形式
四角筒雙向多重大跨度錯(cuò)位連體結(jié)構(gòu)形式;△3#樓建筑方案(其中開洞貫穿塔樓)
△3#樓典型層平面
△3#樓典型剖面圖
△3#樓東南側(cè)立圖
△3#樓西立面
△3#樓東立面
△3#樓結(jié)構(gòu)平面圖
■ 結(jié)構(gòu)體系判別
基于結(jié)構(gòu)體系空間組成的復(fù)雜性,難以直觀判斷塔樓結(jié)構(gòu)體系類型
小震計(jì)算結(jié)果表明,X、Y向框架部分承擔(dān)地震傾覆力矩占比分別為21%,22%,介于10~50%之間。
X,Y向?qū)游灰魄€呈剪彎型,可從指標(biāo)角度綜合判斷結(jié)構(gòu)體系受力性能層面為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。
■ 結(jié)構(gòu)超限判別
故判定該棟塔樓為超限高層建筑
△3#樓結(jié)構(gòu)三維模型
■ 四角筒:4組角部圍合剪刀墻
附加:
△3#樓典型層結(jié)構(gòu)布置
■ 結(jié)構(gòu)超限分析結(jié)果
△性能目標(biāo)
△小震指標(biāo)
△Y向地震作用下大震彈性與大震彈塑性對比
大震作用下,X,Y向最大層間位移角分別為1/198和1/172,均小于規(guī)范限值1/120。△5軸剪力墻損傷云圖
△框架柱混凝土受壓損傷分布
△F軸框架梁損傷云圖
■ 三大關(guān)鍵技術(shù)
利用四角樓梯間、電梯間設(shè)置連續(xù)通高布置的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)筒體,形成平面布置呈雙向?qū)ΨQ的四角筒抗側(cè)力體系,實(shí)現(xiàn)建筑功能和結(jié)構(gòu)體系的共贏。
高位連體的連接部位采用剛接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造,每組連體的底部以轉(zhuǎn)換的梁抬柱的方式實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)換梁和轉(zhuǎn)換柱截面形式均采用型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)換梁上支承的柱,在抗震等級為特一級的部位,柱截面采用方鋼管混凝土形式,其余中間樓層采用鋼筋混凝土柱;該方案安全、經(jīng)濟(jì)、合理。對部分抗剪承載力不足的轉(zhuǎn)換柱段,通過在相應(yīng)樓層的相鄰跨沿整層高增設(shè)一段有效長度的鋼板混凝土剪力墻進(jìn)行加強(qiáng)。該措施構(gòu)造簡單、傳力明確、延性性能良好。
■ 三大設(shè)計(jì)亮點(diǎn)
四角成筒、力圖將抗側(cè)能力(抗震、抗風(fēng))最大化 → 節(jié)約建筑材料 → 達(dá)到節(jié)能效果。建筑水平、豎向立面線條與結(jié)構(gòu)梁柱一體化設(shè)計(jì)→ 符合綠色建筑設(shè)計(jì)理念 →達(dá)到節(jié)能效果。建筑造型新穎,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完全滿足建筑的原創(chuàng)構(gòu)思 → 成就結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)應(yīng)用的創(chuàng)新。■ 風(fēng)洞及施工照片
△風(fēng)動試驗(yàn)
△貝雷架
△采用貝雷架的施工工藝
■ 科技成果評價(jià)
△發(fā)明專利證書(一種四角筒雙向多重大跨度錯(cuò)位連體結(jié)構(gòu))
△實(shí)用新型專利證書
△廣東省工程勘察設(shè)計(jì)行業(yè)協(xié)會學(xué)技術(shù)成果評價(jià)證書
△中國建筑集團(tuán)有限公司科學(xué)技術(shù)成果證書
■ 實(shí)景圖片
△滿京華'深圳藝展天地'展示中心3#樓實(shí)景
▉▏結(jié)語
本期以滿京華“深圳藝展天地”展示中心3#樓為例,分享了四角筒單元高位連體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);后續(xù)我們將繼續(xù)分享更多的專題研究,歡迎持續(xù)關(guān)注。
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