1 工程概況
中航投資大廈位于朝陽區(qū)崔各莊鄉(xiāng)大望京村、望京 2 號地中的 626-1 地塊；東北緊鄰大望京公園及五環(huán)路，南至大望京街，西北至地鐵 15 號線及規(guī)劃望京新干道，西南至規(guī)劃望京 2 號路。
總建筑面積為 13.648 萬 m2，地上 43 層，建筑面積約為 9.148 萬 m2，其中商業(yè)裙房 1.15萬 m 2 ，塔樓辦公 7.998 萬 m2 ；地下五層，建筑面積約 4.5 萬 m2，為建筑高度 220m 的超高層 5A 甲級寫字樓。B1 為商業(yè)、設備用房，層高 6m；B2、B3 為車庫、設備用房，層高分別為 3.85m、3.65m；B4、B5 為車庫、局部 6 級戰(zhàn)時人防物資庫、人員掩蔽所，層高分別為 3.7m。F1~F4 為寫字樓配套商業(yè)裙房，層高 5.5m；F5~F13 為低區(qū)辦公，F13 層高 4.5m、其他層層高 4.2m；F14 為避難層 1，層高 8.0m 沿外框架設置環(huán)臂桁架，層間標高 4.5m 處設置樓面梁；F15~F28 為中區(qū)辦公，F15 層高 5.5m、其他層層高 4.5m；F29 為避難層 2，層高 8.0m 沿外框架設置環(huán)臂桁架，層間標高 4.5m 處設置樓面梁；F30~F43 為高區(qū)辦公，F30、F43 層高 5.5m，其他層層高 4.5m；局部出屋面兩層設備層，層高 4.5m。室內外高差150mm，結構地上總高度 205.25m，屋面至 220m 為建筑裝飾剛架。
±0.000 相當于總圖中絕對標高 35.80m。
圖 1-1 結構樓層示意圖
1 中、大震計算
為考察中震、大震作用下，結構各個構件保持彈性和不屈服的可能性，采用符合規(guī)范
的中震、大震反應譜進行了考慮連梁剛度折減的等效彈性反應譜分析。分析的主要目的是
確定中震下可能出現的“可修”的破壞位置、大震下結構可能“倒塌”的部位，同時考察可能
的塑性發(fā)展水平。這個分析的主要目的是確保在中震、大震下底部加強區(qū)和加強層區(qū)域的
剪力墻、框架柱及環(huán)臂桁架的性能化設計目標。應當說明的是由于其本質是一種近似彈性
分析不考慮構件屈服引起的內力減少和能量吸收，因此是偏于保守的。
本工程位于高烈度 8 度區(qū)，場地類別為不利于抗震的Ⅲ類場地，同時又是平面、豎向不規(guī)則的復雜超高層結構。需要通過抗震性能化設計及抗震措施增強結構抗震承載力，增加結構冗余度，提高結構的抗震能力和抗倒塌能力。故下面針對本復雜超限結構，采取的結構加強措施如下：
1.結構抗震布置方面的措施
a）結構體系采用框架核心筒混合結構，在確定核心筒塔樓布置時盡量增加核心筒外圍剛度，增大結構本身扭轉剛度，抗傾覆能力，同時平面布置沿兩個主軸方向雙向布置，兩個方向的側向剛度較接近且沿豎向連續(xù)布置，避免剛度突變。
b）為提高框架作為二道防線的作用，真正形成雙重抗側力體系的設計概念，與建筑協(xié)調爭取最大數量的框架柱，滿足框架承擔最大地震剪力大于基底剪力的 10%。同時在角部設置兩根角柱，避免設置單角柱在罕遇地震下由于剪力滯后效應而內力過大。
c）裙房部分為了使整體質心和剛心盡量接近，在裙房的四周適當布置一定剪力墻，一方面增加結構的抗扭轉剛度，減小了結構的扭轉反應，另一方面增加裙房的抗震能力，在罕遇地震作用下塔樓和裙房連接部位破壞后，裙房本身仍具備二道防線抗側力的能力。
d）為提高最主要的抗側力構件核心筒體在地震作用下的延性，在核心筒開大洞口附近、四角部位置全樓通高設置鋼骨暗柱，鋼骨沿剪力墻全高設置栓釘。同時在主要墻體大洞口連梁內設置鋼骨，以提高連梁的延性及耗能能力，滿足強剪弱彎的抗震概念要求。防止在罕遇地震作用下連梁發(fā)生脆性破壞導致核心筒剛度退化嚴重，內力重分布對框架部分剪力分配過大。
e）剪力墻超過 8m 設置結構洞口，利用連梁延性耗能，防止墻體過長損傷集中，同時保證核心筒角部小墻肢截面突出墻面長度不小于 500mm 和一個墻厚。
f）塔樓部分樓板擬采用鋼筋桁架樓承板，在鋼梁上均設置抗剪栓釘，充分發(fā)揮混凝土受壓鋼梁受拉的共同作用，保證地震作用下的水平力傳遞。
g）盡量優(yōu)化構件截面，減輕結構自重。
2.結構抗震構造措施
a）為保證大底盤與塔樓整體作用，裙房屋面板及相鄰下一層樓板適當加厚到 150mm，配置雙向雙層鋼筋網，配筋率不小于 0.25%。
b）底部加強區(qū)考慮裙房向上沿一層取地上 5 層，底部加強部位的核心筒墻體外圍所有拉力均由鋼骨承擔，同時為提高整體的彎剪耗能能力，以實現中震下抗剪、拉壓彎不屈服，底部加強部位的水平和豎向分布鋼筋最小配筋率取為 1.0%，拉應力較大區(qū)域剪力墻水平和豎向分布鋼筋最小配筋率取為 0.6%，其它一般部位水平和豎向分布鋼筋最小配筋率為0.35%.
c）核心筒墻體的約束邊緣構件外墻四角通高設置，其它剪力墻在軸壓比大于 0.25 時設置約束邊緣構件（25 層以下），加強層及其相鄰層設置約束邊緣構件。約束邊緣構件的縱向最小構造配筋率為 1.4%，配箍特征值增大 20%，構造邊緣構件配筋率不應小于 1.2%。
d）嚴格控制滿足嵌固端在±0.000 的條件，考慮地下室相關范圍內的地下一層剪切剛度為地上一層 2 倍以上，地下一層層間側向剛度為地上一層 1.5 倍以上。室內外高差通過加設梁板側腋（側腋傾斜角度取 45°）來保證水平剪力的傳遞。±0.000 樓板厚 250mm，板鋼筋雙層雙向貫通布置，樓板的最小配筋率為 0.25%。
e）塔樓部分小震考慮 0.20Q0 和 1.5Vmax 較小值調整后的框架梁應力比控制在 0.9 以下，考慮 0.20Q0 和 1.5Vmax 較大值調整后的框架柱的應力比控制在 0.85 以下。加強層環(huán)臂桁架上下弦根據中震計算控制應力比在 0.9 以下，環(huán)臂桁架腹桿控制應力比在 0.8 以下，小震計算剪力墻軸壓比控制在 0.5 以內。
f）加強層相鄰樓板、塔樓首層頂大洞、裙房細脖連接部位樓板設計，具體參見中震彈性設計。其它 15 層、30 層、42 層頂開大洞處樓板厚度 130，配置雙向雙層鋼筋網，配筋率不小于 0.25%。除注明外所有樓層核心筒內樓板要加厚到 130mm，配置雙向雙層鋼筋網，配筋率不小于 0.25%。
g) 裙房部分剪力墻軸壓比控制在 0.5 以內，框架柱軸壓比控制在 0.75 以內。
3.結構其它措施
a）施工模擬計算中 13 層與 14-1、14-2 層為一個施工次序, 28 層與 29-1、29-2 層為一
個施工次序，保證與實際結構環(huán)臂桁架上、下弦受力一致，施工次序即為最后施工中的拆
模次序。
b）地上 5 層以上所有樓面鋼梁與框架柱或剪力墻剛性連接時，施工次序先連接腹板做成鉸接，待本避難區(qū)段施工完成后連接翼緣形成剛接。
c）組合梁首先保證承載力和正常使用下滿足要求，撓度考慮預起拱的貢獻，同時要確保施工階段安全，水平方向組合梁跨度大于 8m 時施工中設置臨時或者長期水平系桿保證整體穩(wěn)定，豎向撓度要滿足施工階段要求。
d）裙房與塔樓連接關鍵部位設置為鋼骨梁，提高抗震承載能力。裙房中斜柱設計也考慮設置鋼骨提高延性，斜柱連接框架梁內設置鋼骨抵抗斜柱水平分向拉力。
e）鋼管混凝土柱與鋼框架梁剛接時，柱內部設置與梁上下翼緣位置對應的加勁肋，為了保證框架梁端剪力能夠可靠傳遞給鋼管內混凝土，在鋼管壁的內側設置抗剪連接件。同時在柱內預留孔保證混凝土順利澆注。
f）鋼管混凝土柱與混凝土框架梁的連接構造應同時滿足管外剪力傳遞及彎矩的傳遞要求，為加強底部加強區(qū)連接構造可靠性在混凝土框架梁內設置鋼骨形成鋼骨梁。
g）在地下室鋼管混凝土設計時，考慮施工連接方便把 Ф1200X35 鋼管混凝土外包200mm 混凝土形成 Ф1600 的鋼骨混凝土。
綜上所述，本工程雖然屬于超限高層建筑，但是結構布置規(guī)則，并在設計中采用概念設計方法，根據抗震原則及建筑特點，首先對整體結構體系及布置進行仔細的考慮并作優(yōu)化，使之具有良好的結構性能。在抗震設計中，除保證結構在小震下完全處于彈性階段外，還補充了主要構件在中震、大震下表現的性能要求，再采取多種計算程序進行了彈性、彈塑性的計算，計算結果表明，多項指標均表現得較為良好,基本滿足規(guī)范的有關要求，使不規(guī)則程度得到基本有效控制。同時又通過概念設計及各階段的計算程序分析結果，對關鍵和重要構件作了適當加強，在構造措施方面亦相應作了處理。因此可以認為，本工程除能夠滿足豎向荷載和風荷載作用下的有關指標外，亦滿足小震不壞，中震下主要構件不屈服、震后可以修復，大震不倒塌的抗震設防目標，結構可行并且是安全的。
