[上海]新洲大樓的結(jié)構(gòu)體系、關(guān)鍵技術(shù)（共39頁）

1、漕河涇新洲大樓的結(jié)構(gòu)體系、抗震性能化設(shè)計與設(shè)計關(guān)鍵邱 鵬 汪鋒 樓瑜杰上海市機電設(shè)計研究院有限公司內(nèi)容提要：1、新洲大樓的結(jié)構(gòu)選型與體系介紹2、新洲大樓的抗震性能化設(shè)計3、新洲大樓的設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)結(jié)構(gòu)體系structural system一、新洲大樓的結(jié)構(gòu)選型與體系介紹1、新洲大樓的建筑特點2、新洲大樓的結(jié)構(gòu)構(gòu)成結(jié)構(gòu)體系structural system建筑方案的特點：1、平面功能上無柱空間的設(shè)計2、空間上通過建筑整體抬高的效果概念，實現(xiàn)底層與周圍道路、公園之間的開放空間。3、造型上修長而通透的建筑玻璃體架在了厚重的混凝土結(jié)構(gòu)基座，形成虛實對比。4、視覺上大跨度及大懸挑的設(shè)計，形成了城市雕塑的質(zhì)

2、感與設(shè)計理念上大門的效果。 新洲大樓位于上海漕河涇高科技園區(qū)，東臨漕河涇公園。為地上六層（機房及設(shè)備間為七層）、地下一層的建筑，地上建筑平面近似長方形，南北長約170m、東西寬約28.32m，標(biāo)準(zhǔn)層層高4.5m，總高度約為36m，主要柱網(wǎng)為8.4m8.4m。地下室南北長220米、東西寬度由52m逐漸縮小為30m，層高5.5m。 漕河涇新洲大樓項目主要設(shè)計概念是兩個厚實的結(jié)構(gòu)基座支撐了上部輕巧的功能體塊，體現(xiàn)了建筑整體抬高的效果, 建筑的平面輪廓也反映了基地及周邊的退界關(guān)系, 設(shè)計概念上也力圖建立起城市主要交通干線與寧靜的漕河涇公園之間一定的視覺聯(lián)系。1.1 新洲大樓的建筑特點結(jié)構(gòu)體系struc

3、tural system結(jié)構(gòu)的尺度關(guān)系 整個結(jié)構(gòu)體系總長為168米，寬為33.1米，高為35米。結(jié)構(gòu)軸網(wǎng)8.4米。核心筒長度25.2米，寬6.6米14.2米。結(jié)構(gòu)體系structural system建筑設(shè)計元素對結(jié)構(gòu)體系的要求：1、將整個建筑提升起來結(jié)構(gòu)處理：將上部結(jié)構(gòu)建造在大底盤混凝土結(jié)構(gòu)上，大底盤混凝土結(jié)構(gòu)兩側(cè)的核心筒作為主要的支承體系。2、F3層無柱空間結(jié)構(gòu)處理：上部結(jié)構(gòu)采用單跨懸掛鋼框架，利用屋面高度創(chuàng)造屋頂轉(zhuǎn)換桁架，荷載通過屋頂桁架再轉(zhuǎn)遞到大底盤上。使用功能的要求和建筑的語言決定了結(jié)構(gòu)的形式，而結(jié)構(gòu)的形式也恰恰的表現(xiàn)了功能的要求和建筑的語言。結(jié)構(gòu)體系structural syste

4、m 新洲大樓的結(jié)構(gòu)構(gòu)成從下至上可以分為如下四個結(jié)構(gòu)部分（如圖所示）：基礎(chǔ)與地下室、12層大底盤轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)層、36層鋼框架剪力墻及樓層梁板、屋頂鋼桁架層。1.2 新洲大樓的結(jié)構(gòu)構(gòu)成結(jié)構(gòu)體系structural system第一部分：地下室和基礎(chǔ) 本工程基礎(chǔ)采用變厚度樁筏基礎(chǔ)，筏板頂面標(biāo)高-5.7m，主要分為南北基座區(qū)域（厚筏板）與純地下室區(qū)域（薄筏板）兩大類： 南北基座區(qū)域的樁筏基礎(chǔ)承受兩基座傳來的上部主要荷載，我們將該部分筏板設(shè)計為1.6m厚的矩形平面，在厚筏板四周2m寬范圍設(shè)置了1.1m厚的筏板過度帶，以避免筏板厚度突變；樁基采用45m的PHC600管樁，持力層為5-3粉砂層，在樁基布置上采用

5、菱形布置，使樁基盡量集中在基座外側(cè)落地剪力墻沖切范圍以內(nèi)，并盡量使各基座范圍的荷載中心與該區(qū)域的樁基中心重合。 純地下室區(qū)域的部分筏板厚0.60m，柱下局部加厚為0.90m；樁基采用30m的PHC500管樁，持力層為52-2含粘性土的粉砂層，該部分樁以抗拔為主，主要布置在地下室的框架柱與外墻下。結(jié)構(gòu)體系structural system第二部分：大底盤轉(zhuǎn)換層 大底盤轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)由底層的南北基座層與2層的三弦折板桁架轉(zhuǎn)換層組成，為實現(xiàn)厚重的建筑外觀效果并提供較大的結(jié)構(gòu)剛度，大底盤轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)層采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 底層混凝土斜筒體基座示意圖大底盤轉(zhuǎn)換層示意圖 基座層由內(nèi)外兩部分剪力墻組成：內(nèi)部核心筒區(qū)域

6、剪力墻一直貫通至6層，提供建筑的豎向交通，并提供屋蓋結(jié)構(gòu)的部分支承；外部的四面剪力墻均向內(nèi)傾斜，彼此形成一個上大下小的漏斗狀的筒墻。結(jié)構(gòu)體系structural system 混凝土三弦立體折板轉(zhuǎn)換桁架示意圖 2層的混凝土三弦折板桁架共兩榀，均由上下弦桿、混凝土折腹板、斜側(cè)板、橫隔墻等構(gòu)件組成。三弦折板桁架的設(shè)計有以下幾個特點：1）由貫通的上下弦桿以及斜腹板構(gòu)成空間立體桁架，基座底面和頂面的樓板將兩側(cè)的三弦桁架連接在一起，整體剛度大、傳力直接；2）上下弦桿、混凝土折腹板均內(nèi)置通長的型鋼骨，以增強整個三弦桁架層的可靠度與延性；3）在靠近內(nèi)部核心筒剪力墻的部位共設(shè)置了八片橫向的剛性剪力墻，保證三弦

7、桁架的空間抗扭性。結(jié)構(gòu)體系structural system第三部分：鋼框架-剪力墻36層鋼框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系單跨懸掛鋼框架結(jié)構(gòu)橫向平面簡圖南北兩核心筒剪力墻 大底盤轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)層以上36層部分主要由懸掛鋼框架結(jié)構(gòu)與南北兩核心筒區(qū)域豎直貫通的剪力墻等組成，鋼框架區(qū)域樓面為主、次鋼梁上鋪鋼筋桁架板，核心筒區(qū)域為現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板樓蓋。工字型截面的平腹桿格構(gòu)柱與雙肢格構(gòu)柱相連接的雙鋼框梁結(jié)構(gòu)體系structural system第四部分：鋼桁架屋面結(jié)構(gòu) 上弦平面屋面支撐下弦平面屋面支撐屋頂縱橫向鋼桁架體系 屋頂結(jié)構(gòu)層采用縱橫向鋼桁架體系：主受力方向的橫向桁架間距8.4米，支承在雙肢框架柱上；縱向桁架

8、連接橫向桁架與下部吊柱，支承在兩側(cè)的剪力墻上，主要為提高橫向桁架的穩(wěn)定性；在屋頂桁架的上下弦層還設(shè)置了屋面支撐，增大了結(jié)構(gòu)的冗余度。鋼桁架弦桿、腹桿、縱向支撐等均采用方鋼管等強相貫連接。結(jié)構(gòu)體系structural system本結(jié)構(gòu)方案的體系總結(jié)：1、本結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系為大底盤轉(zhuǎn)換的懸掛鋼框架剪力墻結(jié)構(gòu)。2、通過雙筒基座結(jié)構(gòu)實現(xiàn)建筑首層架空的意圖。2、通過混凝土三弦立體折板桁架結(jié)構(gòu)實現(xiàn)建筑大跨度、大懸挑的尺度要求。3、通過單跨格構(gòu)柱與屋頂桁架的懸掛結(jié)構(gòu)實現(xiàn)第三層無柱空間的建筑要求。4、通過調(diào)整核心筒剪力墻的布置來控制整個結(jié)構(gòu)的剛度與扭轉(zhuǎn)。5、結(jié)構(gòu)的構(gòu)件尺度與材質(zhì)充分實現(xiàn)建筑師的虛實對比與比例關(guān)

9、系。結(jié)構(gòu)性能化設(shè)計分析 structural analysis二、新洲大樓結(jié)構(gòu)抗震性能化設(shè)計1、新洲大樓自振特性分析2、新洲大樓整體計算指標(biāo)與規(guī)則性判定3、新洲大樓抗震性能化設(shè)計目標(biāo)確定4、新洲大樓小震彈性時程分析5、新洲大樓中震的反應(yīng)譜分析6、新洲大樓大震動力彈塑性分析與靜力彈塑性分析結(jié)構(gòu)性能化設(shè)計分析 structural analysis2.1 新洲大樓自振特性分析圖7 新洲大樓YJK三維計算模型圖8 新洲大樓ETABS三維計算模型序號YJK計算結(jié)果ETABS計算結(jié)果周期平動系數(shù)周期平動系數(shù)xyz扭轉(zhuǎn)xyz扭轉(zhuǎn)10.6860.010.930.0600.6300.010.9800.0120

10、.6370.960.010.010.020.5810.970.0100.0230.5760.0200.030.950.5330.030.0100.9640.40800100.4160.0100.99050.3870.0100.9900.3940.0100.99060.36900100.3640.0600.94070.33900100.349001080.33700100.3480010表1 結(jié)構(gòu)的周期與振型計算結(jié)果第一振型: 0.686sec. (y向的平動) 第二振型: 0.637sec. (x向的平動)第三振型: 0.576sec. (平面扭轉(zhuǎn))第四振型: 0.408sec. (豎向振動)

11、第五振型: 0.387sec. (豎向振動)第六振型: 0.369sec. (豎向振動) 兩種軟件計算得出的主要振型與周期基本一致，對表中的振型質(zhì)量參與系數(shù)的分析表明：結(jié)構(gòu)首階振型為整體的y向平動，第二階振型為整體x向平動，以平動為主的前兩階振型反映本結(jié)構(gòu)振型清晰、布置合理；第三振型為整體的平面扭轉(zhuǎn)，第一平動周期與第一扭轉(zhuǎn)周期的比值小于0.85，滿足規(guī)范要求；從第四階振型開始，結(jié)構(gòu)以整體豎向振動為主，說明此類大跨度、大懸挑的結(jié)構(gòu)豎向振動影響顯著。結(jié)構(gòu)性能化設(shè)計分析 structural analysis2.2 新洲大樓整體計算指標(biāo)與規(guī)則性判定表2 新洲大樓整體計算指標(biāo)計算指標(biāo)方向YJKETAB

12、S地震作用下基底剪力(kN)X向20965.7220495.57Y向25378.9324288.09地震作用下各樓層最小剪重比X向5.17%4.94%Y向6.27%5.01%地震作用下最大層間位移角X向1/13951/1806Y向1/14501/1709X雙向地震/13871/1802Y雙向地震1/14371/1429規(guī)定水平力作用下最大位移比X向1.051.09Y向1.091.14X偶然偏心1.091.20Y偶然偏心1.291.38本層側(cè)向剛度與相鄰上一層側(cè)向剛度的最小比值X向1.131.11Y向1.011.05表3 新洲大樓規(guī)則性判定類別規(guī)范要求結(jié)構(gòu)指標(biāo)超限判定最大適用高度100m36m滿

13、足最大高寬比65.2滿足平面規(guī)則性扭轉(zhuǎn)不規(guī)則周期比0.85周期比0.84滿足位移比1.4位移比1.29滿足凹凸不規(guī)則平面凹進30%無平面凹進滿足樓板局部不連續(xù)樓板有效寬度30%或較大的樓層錯層。開洞率14.5%滿足豎向規(guī)則性側(cè)向剛度不規(guī)則本層剛度與相鄰上一層剛度比0.7樓層最小剛度比1.01滿足豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)豎向抗側(cè)力構(gòu)件內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件向下傳遞。設(shè)置兩個結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層不滿足樓層承載力突變層間受剪承載力小于相鄰上一層80%最小受剪承載力比0.86滿足結(jié)構(gòu)性能化設(shè)計分析 structural analysis2.3 新洲大樓抗震性能化設(shè)計目標(biāo)確定表1 新洲大樓抗震性能設(shè)計目標(biāo)抗震烈度多遇烈度

14、設(shè)防烈度罕遇烈度整體抗震性能水準(zhǔn)完全可使用基本可使用保障生命安全層間位移角限值1/10001/5001/120構(gòu)件性能單跨懸掛鋼框架彈性（OP）彈性（OP）輕微破壞（IO）三弦桁架轉(zhuǎn)換層彈性（OP）彈性（OP）輕微破壞（IO）內(nèi)部核心筒墻肢彈性（OP）不屈服允許進入塑性，破壞程度輕微（LS）內(nèi)部核心筒連梁彈性（OP）允許進入塑性，破壞程度輕微（LS）允許進入塑性，破壞程度可控（CP）基座外筒墻肢彈性（OP）不屈服允許進入塑性，破壞程度輕微（LS）構(gòu)件性能基座外筒連梁彈性（OP）允許進入塑性，破壞程度輕微（LS）允許進入塑性，破壞程度可控（CP）其他次要構(gòu)件彈性（OP）不屈服允許進入塑性，破壞程

15、度可控（CP） 根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力特點以及各部分的重要性程度，對不同的構(gòu)件采用了不同的抗震性能目標(biāo)：小震作用下，全部結(jié)構(gòu)構(gòu)件保持完全彈性；在中震作用下，懸掛鋼框架、三弦桁架轉(zhuǎn)換層按中震彈性設(shè)計，允許部分連梁進入塑性但要保證其破壞輕微，內(nèi)核心筒剪力墻、基座剪力墻及其他次要構(gòu)件均按中震不屈服設(shè)計；大震作用下，懸掛鋼框架、三弦桁架轉(zhuǎn)換層等重要受力構(gòu)件基本保持彈性，連梁、內(nèi)外筒剪力墻等其他構(gòu)件容許進入塑性以進行耗能，其中連梁作為第一道防線應(yīng)首先耗能，允許其發(fā)生可控的塑性變形，剪力墻作為第二道防線應(yīng)保證其破壞程度輕微。 參考上海市超限結(jié)構(gòu)規(guī)程并結(jié)合本結(jié)構(gòu)受力體系，對本工程制定了不同地震力水準(zhǔn)下的位移控制標(biāo)準(zhǔn)

16、：結(jié)構(gòu)層間位移塑性發(fā)展系數(shù)（層間位移角與彈性極限層間位移角比值）在小震作用下不大于1.0，在中震作用下不大于2.0、在大震作用下部大于4.0。其中彈性極限層間位移角按剪力墻結(jié)構(gòu)1/1000從嚴(yán)控制，以有效控制結(jié)構(gòu)在小、中、大震作用下的塑性發(fā)展程度。結(jié)構(gòu)性能化設(shè)計分析 structural analysis2.4 新洲大樓小震彈性時程分析地震波的選擇小震時程分析與反應(yīng)譜基底剪力對比波形基底剪力（kN）與反應(yīng)譜相比值X向Y向X向Y向SHW1190482152792%84%SHW52260023221107%91%SHW6152071761872%69%三條波平均值190482078990%82%反

17、應(yīng)譜CQC值2096625379小震作用下結(jié)構(gòu)的最大層間位移角波形SHW1SHW5SHW6反應(yīng)譜分析X向最大層間位移角1/14751/11951/18381/1395Y向最大層間位移角1/14691/11841/18441/1450最大位移角所在樓層F4F4F4F4時程分析包絡(luò)值與反應(yīng)譜分析計算結(jié)果對比樓層X向樓層剪力（kN）Y向樓層剪力（kN）時程包絡(luò)反應(yīng)譜值比例時程包絡(luò)反應(yīng)譜值比例6639459131.08600459481.01510759102041.0511247113501.0413559134211.0115010154511.0316946156701.081730218513

18、1.0220226184291.1021165231721.0122600209661.0823221253791.01、結(jié)構(gòu)在小地震作用下，采用譜法與時程分析法進行了計算。2、小震時程分析結(jié)果滿足建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2010）的相關(guān)選波規(guī)定，最大層間位移角與振型分解反應(yīng)譜法結(jié)果基本一致，滿足抗震規(guī)范所規(guī)定的限值要求。3、在時程波的作用下，X向的剪重比介于0.040.06之間，Y向剪重比介于0.050.06之間，均滿足規(guī)范的要求。4.在小震彈性的設(shè)計原則下，本工程按照反應(yīng)譜與時程分析結(jié)果進行了包絡(luò)設(shè)計。結(jié)構(gòu)性能化設(shè)計分析 structural analysis鋼框架與剪力墻在小震

19、作用下的剪力分配規(guī)定水平力下的框架柱承受的地震傾覆彎矩層號方向框架柱承受的傾覆彎矩總地震傾覆力矩框架柱所占百分比7X1293.66249.420.7%Y2320.05910.339.3%6X8533.431280.727.3%Y7056.930046.423.5%5X15551.676591.220.3%Y11834.978871.015.0%4X22805.2134464.217.0%Y16764.8146439.511.4%3X28554.4229382.112.4%Y23483.1252688.39.3%2X28598.9305522.39.4%Y23492.7368299.96.4%1

20、X29344.8466749.86.3%Y4038.6546291.91.0%規(guī)定水平力下的框架柱承受的地震剪力層號方向框架柱承受的地震剪力總地震剪力框架柱所占百分比7X432.62066.620.93%Y825.01961.542.06%6X1561.35543.628.16%Y2201.25343.841.19%5X1520.910017.815.18%Y1118.710801.310.36%4X1560.412779.612.21%Y1170.714939.97.84%3X943.316056.65.87%Y1131.717980.06.29%2X9.019167.00.05%Y3.72

21、2786.20.02%1X175.921569.00.82%Y3217.425220.212.76% 在小震作用下，三層處框架柱所承擔(dān)的彎矩占該層總彎矩的9.3%12.4%,根據(jù)JGJ3-2010：第8.1.3條第2款，本結(jié)構(gòu)3層以上的結(jié)構(gòu)體系為鋼框架剪力墻體系。 三層處框架柱所承擔(dān)的剪力占該層總剪力的5.87%6.29%，表明轉(zhuǎn)換層以上部分結(jié)構(gòu)主要的抗側(cè)力體系是鋼筋混凝土剪力墻。所以對本結(jié)構(gòu)的位移控制按照鋼筋混凝土剪力墻體系進行從嚴(yán)控制。結(jié)構(gòu)性能化設(shè)計分析 structural analysis2.5 新洲大樓中震的反應(yīng)譜分析設(shè)防地震作用下結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件的利用率構(gòu)件名稱中震彈性設(shè)計的最大利用率

22、中震不屈服設(shè)計的最大利用率屋頂桁架桿件0.980.92雙肢格構(gòu)鋼柱1.000.89吊柱0.970.88基座外筒連梁1.911.18基座外筒墻肢1.410.98內(nèi)核心筒墻肢1.720.99內(nèi)核心筒連梁1.931.12 設(shè)防地震作用下基底與位移響應(yīng)方向基底剪力(剪重比)傾覆力矩 kNm最大層間位移角最大頂點位移角X向62013 kN（15.5%）1.788 x1061/4961/939Y向72508 kN（18.1%）2.091x1061/5271/708三弦轉(zhuǎn)換桁架主要工況下構(gòu)件的軸力荷載工況外側(cè)上弦桿內(nèi)側(cè)上弦桿下弦桿斜腹板恒載作用下最大軸力壓力-7623-2344-16822-5400拉力60

23、781810126362917活載作用下最大軸力壓力-2344-721-5124-1698拉力17545543811811頻遇地震作用下最大軸力壓力-484-409-1298-243拉力4815151191320設(shè)防地震作用下最大軸力壓力-1484-1157-3487-823拉力173814443806884溫度荷載作用下最大軸力壓力-5516-2569-13600-809拉力55162569136008091、設(shè)防地震作用下，屋頂鋼桁架、雙肢格構(gòu)柱、吊柱等重要受力構(gòu)件的抗震承載力基本滿足中震彈性設(shè)計的要求；2、基座外筒墻肢、內(nèi)核心筒墻肢基本滿足中震不屈服的設(shè)計要求；基座外筒處與內(nèi)核心筒處部分

24、連梁在中震作用下出現(xiàn)屈服，但按中震不屈服設(shè)計下超出比例不大；3、地震作用引起的三弦桁架弦桿與腹板的內(nèi)力比豎向荷載、溫度荷載引起的內(nèi)力小很多,經(jīng)驗算三弦轉(zhuǎn)換桁架的承載力滿足中震彈性的要求；4、主體結(jié)構(gòu)的最大層間位移角為1/496（x向）、1/527（y向），位于結(jié)構(gòu)5層，整體結(jié)構(gòu)變形滿足抗震性能目標(biāo)的要求。結(jié)構(gòu)性能化設(shè)計分析 structural analysis2.6 新洲大樓大震彈塑性時程分析2.6.1 地震波的選擇 采用采用一條人工時程SHW1,以及兩條天然時程SHW3,SHW4時程進行罕遇地震作用下的時程分析。為了驗證其準(zhǔn)確性，將三條地震波均轉(zhuǎn)換到5%阻尼比以及場地特征周期為1.1s的反

25、應(yīng)譜上，兩者能較好吻合。2.6.2 位移響應(yīng) 在各時程分析工況下，X向最大層間位移角位于第四層處的1/311，Y向最大層間位移角在位移第四層處的1/433。結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的彈塑性層間位移角均小于1/120。滿足建筑抗震設(shè)計規(guī)范所規(guī)定的抗倒塌的抗震性能目標(biāo)。2.6.3 基底響應(yīng)分析工況X向Y向基底剪力（kN）剪重比基底剪力（kN）剪重比SHW1 X主向771580.23773390.23SHW1 Y主向677050.20900640.27SHW3 X主向686540.20630220.19SHW3 Y主向606030.18729590.22SHW4 X主向676880.20735610.2

26、2SHW4 Y主向607720.18838720.25將各罕遇地震作用時程分析工況下X向及Y向基底反力最大值，以及對應(yīng)的剪重比列于下表。X向剪重比介于之間0.180.23，Y向剪重比介于之間0.190.27。結(jié)構(gòu)性能化設(shè)計分析 structural analysis2.6.4 罕遇地震作用下的損傷響應(yīng)SHW1的X主向部分連梁出現(xiàn)塑性鉸，但塑性變形均較小在峰值處的墻體混凝土最大應(yīng)力進入屈服，但未到達極限在峰值處的墻體鋼筋應(yīng)力依然處于彈性階段，尚未進入屈服SHW1的Y主向部分連梁出現(xiàn)塑性鉸，但塑性變形均較小在峰值處的墻體混凝土最大應(yīng)力進入屈服，但未到達極限在峰值處的墻體鋼筋應(yīng)力依然處于彈性階段，尚

27、未進入屈服SHW3、SHW4的計算結(jié)果亦然結(jié)構(gòu)性能化設(shè)計分析 structural analysis2.6.5 罕遇地震作用下的能量響應(yīng)SHW1波在X主向（1.0X+0.85Y）的能量耗散分配圖SHW1波在Y主向（0.85X+1.0Y）的能量耗散分配圖從能量耗散圖可以證明，結(jié)構(gòu)在3秒時逐漸進入彈塑性，其非線性能量與阻尼耗能的比例可知，結(jié)構(gòu)處于弱非線性階段。2.6.6 鋼框架與剪力墻在罕遇地震作用下的剪力分配 鋼結(jié)構(gòu)雙肢柱在罕遇地震作用下，承擔(dān)了更大份額的水平力，這表明由于混凝土墻體的連梁進入了塑性，其剛度有一定程度的退化，所以一部分的地震剪力由剪力墻上轉(zhuǎn)移到框架上，而框架雙肢柱在大震作用下還仍

28、然能保持彈性。結(jié)構(gòu)性能化設(shè)計分析 structural analysis 新洲大樓靜力彈塑性分析第一振型 X向推覆分析結(jié)果靜力推覆分析完成后連梁塑性區(qū)分布圖推覆分析完成后剪力墻正應(yīng)力示意罕遇地震時結(jié)構(gòu)的X向推覆曲線與需求曲線性能點：頂點位移Ux=32mm=H/1070，底部剪力為V=35850kN在大震性能點處連梁塑性區(qū)分布圖在大震性能點處剪力墻正應(yīng)力示意靜力推覆分析完成后整體框架結(jié)構(gòu)變形示意結(jié)構(gòu)性能化設(shè)計分析 structural analysis第二振型 y向推覆分析結(jié)果靜力推覆分析完成后連梁塑性區(qū)分布圖推覆分析完成后剪力墻正應(yīng)力示意在大震性能點處連梁塑性區(qū)分布圖在大震性能點處剪力墻正應(yīng)力

29、示意罕遇地震時結(jié)構(gòu)的Y向推覆曲線與需求曲線性能點：頂點位移Uy=28mm=H/1223，底部剪力為V=51924kN靜力推覆分析完成后整體框架結(jié)構(gòu)變形示意結(jié)構(gòu)性能化設(shè)計分析 structural analysis 罕遇地震作用下彈塑性分析的結(jié)論：1、結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的X主向地震波作用下的最大基底剪力約為小震的5倍；在y主向地震波作用下的最大基底剪力約為小震的5.98倍?？梢娊Y(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下并未出現(xiàn)較大的塑性變形，整體剛度并未有過多的退化。2、結(jié)構(gòu)在X主向地震波作用下，其結(jié)構(gòu)的最大層間位移角為1/311，在Y主向地震波作用下，其結(jié)構(gòu)的最大層間位移角為1/433，均位于結(jié)構(gòu)中部的第四層，小

30、于1/250限值。3、在罕遇地震作用下，非線性耗能約占總量的13%15%，而阻尼耗能約占75%77%，可見結(jié)構(gòu)處于弱非線性。4、塑性分析結(jié)果顯示，剪力墻鋼筋的應(yīng)變均未達到屈服，墻體混凝體未達極限，離混凝土壓碎距離尚遠。5、在層間位移角最大的三、四層，該層的連梁最早進入塑性，部分連梁屈服，但并未破壞，達到了“強墻弱連梁”的設(shè)定目標(biāo)，實現(xiàn)了連梁作為第一道抗震防線，減剛耗能和保護墻肢的目的。6、大震彈塑性時程的分析結(jié)果與靜力彈塑性推覆分析結(jié)果基本吻合，即大震分析中所得到的構(gòu)件截面利用率最大的部位，在靜力彈塑性推覆分析中首先出現(xiàn)屈服。關(guān)鍵技術(shù) critical technology1、大跨度混凝土三弦

31、折板桁架的設(shè)計2、斜筒墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計3、單跨懸掛鋼框架的屈曲分析4、各類復(fù)雜節(jié)點的設(shè)計5、基于施工全過程模擬的分析計算與設(shè)計6、溫度應(yīng)力分析7、BIM技術(shù)的運用三、新洲大樓設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù) critical technology3.1 大跨度混凝土三弦折板桁架的設(shè)計 混凝土三弦立體折板轉(zhuǎn)換桁架示意圖技術(shù)處理一：弦桿的受力特性與設(shè)計處理（a）外側(cè)上弦桿 （b）內(nèi)側(cè)上弦桿 （c）下弦桿圖1 三弦桁架弦桿配筋詳圖三弦桁架結(jié)構(gòu)的上、下弦桿受力以重力荷載和溫度荷載為主，地震荷載對三弦桁架弦桿不起控制作用。關(guān)鍵技術(shù) critical technology技術(shù)處理二：三弦桁架的斜腹板的受力與設(shè)計（a）恒載

32、工況 （b）地震工況 （c）溫度工況三弦桁架受壓最大斜腹板在各工況下的應(yīng)力分布云圖（a）立面配筋分布圖 （b）立面鋼骨布置圖 圖1 三弦桁架斜腹板立面配筋圖 三弦桁架斜腹板為上大下小的梯形剪力墻，在配筋設(shè)計時我們采用以下幾個方法：1）沿腹板的兩條斜邊設(shè)置了兩個暗柱區(qū)域，對腹板上下兩個截面采用壓彎構(gòu)件設(shè)計方法進行配筋計算，并將兩截面的配筋大值作為暗柱墻體的配筋結(jié)果；2）斜腹板墻平面外彎矩全部由墻體兩側(cè)的分布鋼筋承擔(dān)；3）在腹板根部應(yīng)力最大的區(qū)域另外附加一段2m高的鋼骨進行局部加強。關(guān)鍵技術(shù) critical technology技術(shù)處理三：外側(cè)板的受力與設(shè)計三弦桁架外側(cè)板平面布置圖（a）縱向側(cè)板