深圳某大廈第二次結(jié)構(gòu)設(shè)計研討報告

深圳某大廈

第二次結(jié)構(gòu)設(shè)計研討報告

November2007

匯報綱要簡介

風(fēng)洞實驗進展

結(jié)構(gòu)設(shè)計

最新設(shè)計進展

初步彈性分析結(jié)果1.簡介深圳某大廈N439m高主樓項目平面圖設(shè)計規(guī)范

按中國國家現(xiàn)行之各規(guī)范及地方規(guī)范進行設(shè)計：(1)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計術(shù)語和符號標準GB/T50083-97(2)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準GB50068-2001(3)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計基本術(shù)語和通用符號GBJ132-90(4)建筑抗震設(shè)防分類標準GB50223-2004(5)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(2006版)GB50009-2001(6)建筑抗震設(shè)計規(guī)范GB50011-2001(7)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-2002(8)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003(9)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2002(10)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ3-2002(11)高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ99-98(12)型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ138-2001(13)高層建筑箱形與筏形基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范JGJ6-99(14)建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-94(15)人民防空地下室設(shè)計規(guī)范GB50038-2005(16)地下工程防水技術(shù)規(guī)范GB50108-2001(17)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程CECS188:2005(18)廣東省實施(高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程)補充規(guī)定DBJ/T15-46-2005(19)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(廣東省標準)DBJ15-31-2003(20)高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼板YB4104-2000(21)高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范GB50045-95(22)建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范CECS200:2006(23)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(英國)BS8110(24)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(歐洲)EC2(25)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(英國) BS5950(26)國際建筑規(guī)范(美國)IBC(27)房屋抗震加固設(shè)計標準及注釋FEMA356(28)混凝土房屋的抗震評估與翻新ATC40參考國際規(guī)范：

規(guī)范計算確定之阻尼比風(fēng)力及多遇地震作用下之阻尼比設(shè)計取值控制舒適度用阻尼比按中華人民共和國行業(yè)標準《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》-0.040.01-0.02深圳某大廈，按上海市工程建設(shè)規(guī)范《高層建筑鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》及李國強教授于《多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計》一書中公式4-58作解析變換0.0380.0350.015國內(nèi)超高層實例計算確定之阻尼比風(fēng)力及多遇地震作用下之

阻尼比設(shè)計取值控制舒適度用阻尼比廣州西塔(鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu))0.0380.0350.015廣州合景大廈(鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu))0.0350.0350.02參考文獻建議的阻尼比設(shè)計取值其他超高層結(jié)構(gòu)的阻尼比設(shè)計取值地震荷載設(shè)計系數(shù)以國標GB50011-2001為標準，并已按照巖土工程勘察報告及地震安全性評價報告進行調(diào)整:地震作用結(jié)構(gòu)設(shè)計基準期：（可靠度）50年結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限：50年(耐久性=100年)建筑結(jié)構(gòu)安全等級：一級(γ0=1.1)建筑抗震設(shè)防分類：乙類建筑高度類別：超B地基基礎(chǔ)設(shè)計等級：甲級基礎(chǔ)設(shè)計安全等級：一級抗震設(shè)防烈度：7度抗震措施：8度設(shè)計基本地震加速度峰值:0.1g場地類別:II類(根據(jù)巖土工程勘察報告確定)特征周期Tg:巳根據(jù)安評報告確定，見表彈性分析，阻尼比:(型鋼混凝土結(jié)構(gòu))0.035彈塑性分析，阻尼比0.05地下一層及以上剪力墻及框架柱抗震等級特一級地下一層以下剪力墻及框架柱抗震等級一級周期折減系數(shù)0.85地震烈度50年設(shè)計基準期

超越概率重現(xiàn)周期

(年)

地面最高加速度PGA(g)水平地震影響系數(shù)最大值max多遇地震

(小震)63%500.0350.08設(shè)防烈度

(中震)10%4750.110.25罕遇地震

(大震)2%24750.220.5反應(yīng)譜地震荷載設(shè)計反應(yīng)譜以地震安全性評價報告為準:由廣東省工程防震研究院所提供的〝?shù)卣鸢踩栽u介報告〞中己包含當結(jié)構(gòu)周期大于6s時之地震影響系數(shù)曲線及相應(yīng)計算公式。

多遇地震(小震)設(shè)防烈度(中震)罕遇地震(大震)參數(shù)amax(g)Tg(s)γoamax(g)Tg(s)γoamax(g)Tg(s)γo規(guī)范0.080.350.90.240.350.90.50.400.9安評(地面)0.09040.3410.27610.4210.50780.621小震反應(yīng)譜在計算時將考慮周期折減系數(shù)=0.85反應(yīng)譜方案階段的結(jié)構(gòu)研究塔樓整體結(jié)結(jié)構(gòu)體系的的研究核心筒及斜斜支撐框架架(不設(shè)伸臂桁桁架)核心筒，周邊框架架，伸臂桁架及及腰桁架(不設(shè)斜支撐撐)核心筒，斜支撐框架，伸臂桁架及及腰桁架(三重結(jié)構(gòu)體系)綜合考慮，采用用整體效能能較優(yōu)的三重結(jié)構(gòu)體系典型樓層TypicalFloors5.4米(典型)南北立面外框柱距5.4米North&Southelevationcolumnspacing5.4m加密外框柱柱距ReduceColumnSpacing新增的剪力力墻(200mm厚)以交錯形式式設(shè)置在灑灑店區(qū)方案

SchemeX向－周期Y向－周期層間位移原方案(B)7.20s7.36s1/365方案(C1):根據(jù)方案(B)在灑店區(qū)加設(shè)剪力墻7.21s7.37s1/370方案研究-加密外框柱柱距方案研究-在酒店區(qū)加加設(shè)剪力墻墻方案2-斜撐加密方案4–4道Y向+2道X向伸臂原方案修改后伸臂桁架

伸臂桁架

原方案修改后方案研究-加密斜撐方案5–腰桁架加強強方案6–加角部伸臂臂桁架東西立面柱布置研究角柱C2C3柱

(3個)C3柱

(2個)方案Scheme周期PeriodGB3.5%初始方案x=7.193s

y=7.066s1/468根據(jù)初始方案在東西立面各取消一根柱x=7.224s

y=7.038s1/467有利于角柱柱在風(fēng)作用用下保持受受壓狀態(tài)簡化柱與支撐的節(jié)點方案研究–立面柱布置置結(jié)構(gòu)方案比比較主體結(jié)構(gòu)體體系采用三重結(jié)結(jié)構(gòu)體系抵抵抗水平荷荷載:鋼筋混凝土土核心筒核心筒從承承臺面伸延延至辦公樓樓頂層。部分核心筒到酒酒店層下終終止，由內(nèi)鋼框架取代，補償去掉部分核心筒后所所需的抗彎彎剛度。內(nèi)內(nèi)柱直接從核心筒伸伸出支承于核心心筒頂部,酒店內(nèi)部結(jié)結(jié)構(gòu)在每層層樓板提供供水平支撐撐與樓板共共同作用，，提供斜柱柱的橫向約約束，確?？傮w穩(wěn)定和和剛度。巨型斜支撐撐框架巨型斜支撐采用交叉型式設(shè)置于大樓東西西垂直立面上上。周邊框框架由型鋼鋼混凝土柱柱及型鋼組組合梁組成成。南北面型鋼混凝土土柱從承臺臺面微微向向外傾斜後再微向內(nèi)傾(全部角度在1°以下)，直至頂部部合龍。采采用型鋼混混凝土柱可可增加框架架的延性，，同時亦可可減少柱截截面從而提提高使用率率。構(gòu)成核心筒筒和巨型型型鋼混凝土土柱之間相相互作用的的伸臂桁架及及腰桁架5個腰桁架沿塔塔樓高度均均勻分布，，整合避難難及設(shè)備層層，增加了了外框架的的抗扭性能能，從而減減低扭轉(zhuǎn)效效應(yīng)在地震震作用下的的影響﹔3區(qū)伸臂桁架在在核心筒內(nèi)內(nèi)貫通，優(yōu)優(yōu)化結(jié)構(gòu)效效能。巨型斜支撐設(shè)備二層

腰桁架及伸臂桁架酒店區(qū)設(shè)備三層

腰桁架及伸臂桁架設(shè)備四層

腰桁架及伸臂桁架設(shè)備五層

腰桁架設(shè)備一層

腰桁架辦工層地下室鋼筋

混凝土核心筒主體結(jié)構(gòu)體系三維示意圖2.風(fēng)洞實驗進進展3.結(jié)構(gòu)設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)超超限情況結(jié)構(gòu)特性規(guī)范要求備注結(jié)構(gòu)類型鋼組合框架-混凝土筒體+斜支撐+加強層設(shè)防烈度77抗震等級地下一層及以上核心筒:特一級框架柱:特一級地下一層以下核心筒:一級框架:一級核心筒:特一級框架柱:一級建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防類別乙類乙類安全等級一級一級層數(shù)地上98層/地下室4層/高度塔樓439m

(最高有人樓面高度419.8m)180m(B級)高度超出地下室埋深24m(假定承臺厚度為6米)H/18結(jié)構(gòu)特性規(guī)范要求備注塔樓標準層平面尺寸（長X寬)約1.2

結(jié)構(gòu)高寬比約9.5<7超規(guī)平面規(guī)則性扭轉(zhuǎn)比值參閱後文的比較≤1.2只在少數(shù)模層超過1.2但小于1.4凹凸無明顯凹凸b≤0.3Lor0.5ll>0.3Bmax

樓板連續(xù)性樓板連續(xù)<30%樓層面積開洞采用彈性橫隔板假設(shè)進行計算

豎向規(guī)則性側(cè)向剛度只在少數(shù)模層小于70%上一層及小于80%上三層之平均值國家規(guī)范:>70%上一層

>80%上三層只在少數(shù)模層超出抗側(cè)力構(gòu)件連續(xù)滿足樓層承載力滿足80%上層剪承載力(相鄰樓層）建筑結(jié)構(gòu)超超限情況(續(xù))結(jié)構(gòu)特點：：超高，高高寬比大型鋼混凝土柱組合截面外外柱有足夠夠的強度和和剛度，可可以有效地地承擔(dān)豎向向力和水平平力比鋼柱強度度高，比混混凝土柱截截面小，有有利于建筑筑布置。使用高強度度鋼材（Q345）和高強混混凝土（C60）有利于鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的安裝裝樓板體系建議選用鋼鋼梁-組合樓板方方案辦公/行政辦公樓樓層考慮樓板強度，采用130毫米板厚，并已就樓樓板振動進進行分析旅館樓層及加強層考慮旅館樓層隔音，提高剛度度及加強層層強度等要要求，采用用150毫米板厚鋼梁可減輕輕塔樓整體體重量及便便于施工，，與鋼框筒筒連接較好好。組合樓樓板鋼筋會會延伸入核核心筒外墻墻，以作錨錨固。而拴拴釘可使樓樓板與鋼梁梁緊密結(jié)合合，在地震震作用下，，可保證外外筒與核心心筒共同作作用抵抗水水平荷載。。地面層以下下是傳統(tǒng)的的鋼筋混凝凝梁/板體系。型鋼混凝土柱鋼梁-組合樓板主體結(jié)構(gòu)體體系設(shè)備二層

腰桁架伸臂桁架設(shè)備三層

設(shè)備四層

腰桁架伸臂桁架三重組合結(jié)構(gòu)示意圖=設(shè)備二層

腰桁架設(shè)備三層

腰桁架設(shè)備四層

腰桁架設(shè)備一層

腰桁架設(shè)備五層

腰桁架巨型斜支撐抗側(cè)力”巨型斜支撐外框架”示意圖抗側(cè)力”核心筒”示意圖伸臂桁架鋼筋混凝土核心筒+考慮省去X方向伸臂桁桁架酒店層結(jié)構(gòu)體系=+組合結(jié)構(gòu)示示意圖抗側(cè)力”巨型斜支撐撐外框架”示意圖抗側(cè)力”內(nèi)框架及核核心筒”示意圖典型酒店層三維示意圖從下層伸延的核心筒及剪力墻平面支撐內(nèi)框架柱外框架柱特別考慮-辦公樓層至至酒店層結(jié)結(jié)構(gòu)的過渡渡滿足酒店的功能及中庭庭中空的布布置，部分核心筒筒由辦公室室層頂部過過渡為框架架結(jié)構(gòu)框架柱因應(yīng)應(yīng)酒店房間間的布置輕輕微傾斜(小于1°)，內(nèi)鋼柱直接從核心筒伸伸出支承于核心筒頂頂部，避免轉(zhuǎn)換內(nèi)鋼柱直接從核心筒伸伸出支承于核心心筒頂部中庭中空酒店層鋼筋混凝土土核心筒部分核心筒筒過渡為框架結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼框架及核心筒結(jié)構(gòu)部分核心筒筒-框架結(jié)構(gòu)過渡剖面圖頂拱設(shè)計頂拱設(shè)計考慮考慮鞭梢效應(yīng)應(yīng)，頂拱與與大樓整體體建模，非非線性分析析作補充頂拱設(shè)計三維示意圖頂拱受力分析頂拱設(shè)計考慮頂拱伸延自自酒店區(qū)外外框柱頂拱設(shè)計考慮風(fēng)荷載由風(fēng)風(fēng)洞試驗測測量頂供為全剛剛結(jié)構(gòu)，有有效減輕自自重及提高高結(jié)構(gòu)延性性。頂供自重較較輕而投影影面大，主主要為風(fēng)力力控制?？紤]鞭梢效應(yīng)應(yīng)，頂拱與與大樓整體體建模。于風(fēng)力實驗驗室進行測測壓試驗。。風(fēng)力實驗室室測壓試驗驗頂拱設(shè)計考慮考慮風(fēng)荷載載分布不均均的扭轉(zhuǎn)效效應(yīng)，中間間四榀桁架架采用三維維的三管拱拱，兩端局局部加強采采用四管桁桁架拱，提提供所需抗抗扭轉(zhuǎn)剛度度。利用三管拱拱的寬度減減低橫梁的的自由長度度，減小橫橫梁尺寸及及提高整體體穩(wěn)定性。構(gòu)件受壓穩(wěn)穩(wěn)定性分析析桁架拱鋼管桁架拱鋼管兩管拱三管拱考慮支承桁桁架拱的酒酒店區(qū)域柱柱尺寸，鋼鋼管落地前前先收窄，，減小對酒酒店區(qū)域柱柱尺寸及整整體剛度的的不良影晌晌。配合建筑意念，，于桁架拱兩端端設(shè)斜支撐以以提供額外側(cè)向向支點，提高結(jié)結(jié)構(gòu)效能。頂拱設(shè)計考慮伸延斜支撐至頂頂拱作側(cè)向支點點拱底局部收窄固接24m38.5m38.5m24mCHS700x354.6mCHS700x35CHS300x304.6m1.53m1．45myx外肢1內(nèi)肢外肢224m38.5m24m38.5mCase1A(cm2)I(cm4)N(kN)LoadFactorPcr(kN)E(MPa)Ieff(cm4)L(m)內(nèi)肢7304.0E+054012645561602.06E+051401642822.6280.93外肢17304.0E+05200外肢27304.0E+05200Case2A(cm2)I(cm4)N(kN)LoadFactorPcr(kN)E(MPa)Ieff(cm4)L(m)內(nèi)肢7304.0E+059078484357442.06E+054.0E+054.9210.9624m38.5m頂拱的鞭梢效應(yīng)應(yīng)頂部蛋形餐飲區(qū)區(qū)設(shè)計頂部蛋形餐飲區(qū)區(qū)設(shè)計考慮從酒店區(qū)伸延的的剪力墻“A”形框架考慮鞭梢效應(yīng)，頂頂拱與大樓整體體建模，非線性性分析作補充=+蛋形餐飲區(qū)結(jié)構(gòu)平面圖(典型)剪力墻水平支撐加強樓板平面內(nèi)剛度“A”形框架“A”形框架伸延自酒店區(qū)內(nèi)框架柱柱伸臂桁架設(shè)計伸臂桁架布置工工程實例國貿(mào)中心CWTC

(北京,330m)如心廣場NinaTower

(香港,320m)環(huán)球貿(mào)易廣場ICC

(香港,490m)國際金融中心二二期2IFC

(香港,420m)由兩根斜桿組成成伸臂桁架伸臂桁架布置工工程實例環(huán)球貿(mào)易廣場ICC(香港,490m)雙向伸臂桁架與與核心筒伸臂桁架布置工工程實例國際金融中心二二期2IFC(香港,420m)由兩根斜桿組成成伸臂桁架核心筒內(nèi)鋼柱上上下伸延并設(shè)置置栓釘以傳力至至核心筒雙向伸臂桁架與與核心筒由兩根斜桿組成成伸臂桁架伸臂桁架布置工工程實例如心廣場NinaTower(香港,320m)雙向伸臂桁架與與核心筒伸臂桁架布置工工程實例國貿(mào)中心CWTC(北京,330m)由兩根斜桿組成成伸臂桁架伸臂桁架軸線與與核心筒墻稍有有傾斜京基伸臂桁架布布置由兩根斜桿組成成伸臂桁架，傳力路徑簡單單直接伸臂桁架于核心心筒內(nèi)貫通，核核心筒內(nèi)鋼柱上上下伸延，并設(shè)設(shè)置栓釘傳力至至核心筒考慮省去X方向伸臂桁架典型節(jié)點平面圖圖典型節(jié)點立面圖圖某中心-伸伸臂桁架布置伸臂桁架于核心心筒內(nèi)貫通斜支撐設(shè)計巨型斜支撐巨型斜支撐與角柱C2節(jié)點的初步設(shè)計計平面圖剖面A-A巨型斜支撐與框架柱C3節(jié)點的初步設(shè)計計平面圖剖面B-B選擇兩個部位的的斜撐進行有效效長度的研究MB3A第一屈曲模態(tài)柱柱約44m約44mMB2MB3AMB2第一屈曲模態(tài)MegabraceAppliedaxialload(kN)CriticalloadfactorCriticalload(kN)EILe(m)MB2100058955,895,0002.1832E+076.05MB3A25,70547.751,227,4141.39E+0710.58斜支撐的有效長長度風(fēng)荷載及地震作作用剪力(X-方向)剪力(Y-方向)風(fēng)及地震作用下下的總剪力傾覆力矩(繞X-軸)傾覆力矩(繞Y-軸)風(fēng)及地震作用下下的總傾覆力矩矩各層風(fēng)力分布260°350°180°結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系系側(cè)向力的傳遞與與分配結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系系–X向=++核心筒兩側(cè)X向框架中間框架抗側(cè)力構(gòu)件核心筒兩側(cè)X向框架中間框架總剪力安評反應(yīng)譜剪力值(MN)39.90.60.441所占比例97.3%1.6%1.1%100%GB3.5%100R剪力值(MN)92.9-0.90.0192.0所占比例100.98%-0.99%0.01%100%抗側(cè)力構(gòu)件核心筒兩側(cè)X向框架中間框架總傾覆力矩安評反應(yīng)譜力矩(MN.m)4538.41875.0725.67139所占比例63.6%26.3%10.2%100%GB3.5%100R力矩(MN.m)13967.15800.52239.722007.3所占比例63.5%26.4%10.2%100%3536kN15165kN6520kN伸臂桁架作用腰桁架作用伸臂桁架節(jié)點處處力的傳遞與分分配20999kN20176kN3536kN15165kN1771kN20970kN20257kNX向風(fēng)力作用N1N2V1V2△N=N1+N2△V=V1+V2F1=3536kN壓力F2=15165kN拉力通過腰桁架的腹腹桿傳遞至C1-5柱的力結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系系–X向腰桁架柱節(jié)點處處力的傳遞與分分配20970kN20257kN3553kN15174kN15174kNC1-5柱C2-3柱15174kN11040kN1263kN6466kN11055kN5512kN12136kN12079kN11513kNC1-5柱C2-3柱結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系系–X向拉力12079kNC2-3柱C1-5柱C1-6柱C1-7柱C1-8柱C2-4柱拉力11055kN壓力12136kN壓力11040kN拉力11118kN拉力10106kN壓力11065kN壓力10126kN拉力11513kN拉力6466kN壓力6000kN壓力13753kN拉力3167kN壓力3166kN在X向風(fēng)荷載作用下下腰桁架柱節(jié)點處處力的傳遞與分分配L39層C2-3柱截面抗剪（X向）抗風(fēng)：113157kN抗震：113157kN結(jié)構(gòu)抗側(cè)側(cè)力體系系–X向結(jié)構(gòu)抗側(cè)側(cè)力體系系–X向結(jié)構(gòu)抗側(cè)側(cè)力體系系–抗剪–核心筒結(jié)構(gòu)抗側(cè)側(cè)力體系系–抗彎–核心筒，，其次兩兩側(cè)X向框架，，再次中中間框架架=++核心筒兩側(cè)Y向斜撐框框架中間帶伸伸臂框架架結(jié)構(gòu)抗側(cè)側(cè)力體系系–Y向荷載傳力力路徑抗側(cè)力構(gòu)件核心筒兩側(cè)Y向斜撐框架中間帶伸臂框架總剪力安評反應(yīng)譜剪力值(MN)34.09.81.144.9所占比例75.6%21.9%2.5%100%GB3.5%100R剪力值(MN)99.038.7-4.2133.6所占比例74.1%29.0%-3.1%100%抗側(cè)力構(gòu)件核心筒兩側(cè)Y向斜撐框架中間帶伸臂框架總傾覆彎矩安評反應(yīng)譜力矩(MN.m)2994.72236.42486.67717.7所占比例38.8%29.0%32.2%100%GB3.5%100R力矩(MN.m)12206.79820.110215.131741.9所占比例38.5%29.4%32.2%100%荷載傳力力路徑Y(jié)向風(fēng)力作作用303kNC1-5柱C1-1柱核心筒16592kN18339kN17392kN18683kN17851kN254kN16902kNY向風(fēng)力作用拉力107183kN壓力107516kN拉力27398kN壓力27301kN拉力66697kN壓力67048kN拉力26372kN壓力266781kN拉力38306kN壓力38878kN拉力18728kN壓力18723kN拉力19405kN壓力19554kN拉力12902kN壓力12903kNL39層核心筒筒截面抗抗剪（Y向）抗風(fēng)：818520kN抗震：770372kN結(jié)構(gòu)抗側(cè)側(cè)力體系系–Y向結(jié)構(gòu)抗側(cè)側(cè)力體系系–Y向結(jié)構(gòu)抗側(cè)側(cè)力體系系–抗剪–核心筒其其次巨型型斜撐結(jié)構(gòu)抗側(cè)側(cè)力體系系–抗彎–核心筒、、巨型斜斜撐、帶帶伸臂框框架正常使用用極限狀狀態(tài)–50年風(fēng)力正常使用用極限狀狀態(tài)–100年風(fēng)力正常使用用極限狀狀態(tài)–50年風(fēng)力正常使用用極限狀狀態(tài)–100年風(fēng)力X-dirWindY-dirWindX向風(fēng)力作作用20970kN20300kN21000kN20200kN20900kN21000kN20900kN21000kN29700kN29600kN29800kN29700kNX-dirWindY向風(fēng)力作作用18680kN17850kN18300kN17400kN21600kN21700kN21140kN21300kN36400kN36600kN35600kN35700kNY-dirWindY-dirWind4.最新設(shè)計計進展風(fēng)洞結(jié)果果–減小風(fēng)荷荷載微調(diào)風(fēng)荷荷載，增增加可靠靠度﹕采用較準確確的詳細細風(fēng)力測測壓風(fēng)荷荷載取代代力天秤秤風(fēng)荷載載，增加加風(fēng)荷載載可靠度度利用方案案設(shè)計階階段不同同細節(jié)對對風(fēng)力影影響的研研究結(jié)果果，與建建筑師協(xié)協(xié)調(diào)，幕幕墻飛翼翼由2.5米縮減為為1.8米，調(diào)整整風(fēng)荷載載1.8m風(fēng)力測壓壓力天秤結(jié)構(gòu)調(diào)整整–增強整體體剛度改進後模模型原模型將原非結(jié)結(jié)構(gòu)墻加加厚為結(jié)結(jié)構(gòu)墻，，包圍穿穿梭電梯梯開洞包圍穿梭梭電梯的的結(jié)構(gòu)墻墻伸延至至43層改善樓板板與核心心筒連接接﹕提供結(jié)構(gòu)構(gòu)墻包圍圍低區(qū)辦辦公層穿穿梭電梯梯開洞，，同時增增加低區(qū)區(qū)大樓剛剛度框架柱優(yōu)優(yōu)化剪力墻優(yōu)優(yōu)化伸臂桁架架優(yōu)化巨型斜支支撐優(yōu)化化優(yōu)化結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸寸﹕了解各部部分構(gòu)件件效能，，有效地地分布大大樓剛度度結(jié)構(gòu)優(yōu)化–合理分配構(gòu)件尺寸寸結(jié)構(gòu)優(yōu)化–斜撐、伸臂、腰桁桁架組合效率研究究伸臂桁架設(shè)置數(shù)量量優(yōu)化伸臂桁架設(shè)置位置置優(yōu)化結(jié)構(gòu)優(yōu)化–伸臂桁架位置、數(shù)數(shù)量研究設(shè)計優(yōu)化結(jié)果：方案一，最大層間間位移角1/460（原1/430）方案二，最大層間間位移角1/492（原1/430）5.初步彈性結(jié)構(gòu)分析析水平變形限值本項目總高達439m，主要為風(fēng)控，高高寬比9.5屬于彎曲型結(jié)構(gòu)，，結(jié)構(gòu)因總體彎曲曲變形而產(chǎn)生的側(cè)側(cè)移較明顯，而由剪切變形引起的層間有害位移值大大大小于樓層的整整體層間位移值。。超高層建筑彎曲型型結(jié)構(gòu)在水平荷載載作用下引起的傾傾覆力矩，使豎構(gòu)構(gòu)件的一側(cè)拉伸、、一側(cè)壓縮，導(dǎo)致致各層樓蓋整體傾傾斜而產(chǎn)生側(cè)移。。此種彎曲變形引引起的某一樓層層層間側(cè)移包含著兩兩種成分：本樓層豎向構(gòu)件的剪切位移結(jié)構(gòu)的總體彎曲變變形產(chǎn)生的側(cè)移大樓水平變形不同長細比下無害害位移占總層間位位移的比例整體彎曲引起的無害位移比重隨高度增加整體彎曲引起的無害位移比重隨長細比增加高度水平變形限值根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》〔JGJ3-2002〕條文說明4.6節(jié),限制結(jié)構(gòu)層間位移移目的為:避免混凝土墻或柱柱出現(xiàn)裂縫;限制樓面構(gòu)件的裂裂縫數(shù)量,寬度及高度。保證非結(jié)構(gòu)構(gòu)件完完好(如機電、電梯、隔隔墻及幕墻)。另外要達到避免混凝土墻出現(xiàn)現(xiàn)裂縫的性能目標，須控制有害層間位移。規(guī)范為了計算簡簡便關(guān)系采用總層層間位移角作指標標，但對于高層建建筑物，尤以彎曲變形為主主的剪彎型及彎曲曲型結(jié)構(gòu)設(shè)計過于保守。徐培福主編的《復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計》亦確立了以有害層層間位移角量度層層間剪切變形份量量，并對層間位移移角限值作適當調(diào)調(diào)整及放松的精神。廣東省《高層建筑混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》〔DBJ/T15-46-2005〕對高層建筑的位移移限值要求與徐培培福的著作相近i*

i-1

i

i

高層建筑結(jié)構(gòu)在水水平力作用下的總總水平位移為樓層層的剪切位移與結(jié)結(jié)構(gòu)的總體彎曲變變形產(chǎn)生的側(cè)移之之和i=i*+i-1建筑名稱結(jié)構(gòu)材料地點高度(m)高寬比最大總層間位移環(huán)球貿(mào)易廣場InternationalCommerceCentre鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)香港480~7.3h/300國際金融中心二期2IFC鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)香港4208.4h/315吉隆坡雙子塔PetronasTower鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)吉隆坡4528.64h/400國際著名超高層建建筑的工程實例建議水平變形限值(保證結(jié)構(gòu)安全及及使用)風(fēng)力

(50年回歸期)地震

(小震)有害層間位移角限值總1/3000(wall),1/1500(column)1/500(規(guī)范要求)層間位移角限值滿足有害層間位移角建議略為放松規(guī)范1/500要求-結(jié)構(gòu)設(shè)計方案方案一:

采用1.8米寬飛翼，詳細風(fēng)力測壓風(fēng)荷載底部剪力墻1.9米厚，低區(qū)辦工層穿梭電梯設(shè)結(jié)構(gòu)墻包圍

機電三層不設(shè)X向伸臂桁架

三至五區(qū)框架柱含鋼10%1/460方案二:

采用1.8米寬飛翼，詳細風(fēng)力測壓風(fēng)荷載底部剪力墻2.2米厚，低區(qū)辦工層穿梭電梯設(shè)結(jié)構(gòu)墻包圍機電三層不設(shè)X向伸臂桁架三至五區(qū)框架柱含鋼13.5%1/492風(fēng)作用下層間位移角三至五區(qū)框架柱機電三層–方案一機電三層–方案二辦工層二區(qū)辦工層一區(qū)三至五區(qū)框架柱C80C80C60主要墻厚(mm)角部框架柱(mm)斜支撐(mm)方案一(1/460)方案二(1/492)方案一(1/460)方案二(1/492)方案一及方案二同第五區(qū)(省略)(省略)2500x1500(10%型鋼)2500x1500(13.5%型鋼)1100x1100(板厚80)第四區(qū)7008002950x1800(10%型鋼)2950x1800(13.5%型鋼)1200x1100(板厚80)第三區(qū)100010003400x2100(10%型鋼)3400x2100(13.5%型鋼)1300x1100(板厚80)第二區(qū)160018503600x2600(13.5%型鋼)3600x2600(13.5%型鋼)1400x1200(板厚80)第一區(qū)190022003950x2700(13.5%型鋼)3950x2700(13.5%型鋼)1600x1400(板厚100)主要構(gòu)件尺寸第二區(qū)第一區(qū)第三區(qū)第五區(qū)第四區(qū)C60C60C60結(jié)構(gòu)周期第一振型(沿X軸方向平動)第二振型(沿Y軸方向平動)第三振型(扭轉(zhuǎn))第四振型(沿X軸方向平動)第五振型(沿Y軸方向平動)方案一(1/460)T=7.37sT=7.22sT=3.93sT=2.37sT=1.99s方案二(1/492)T=7.44sT=7.13sT=3.83sT=2.33sT=1.96s平動周期與扭轉(zhuǎn)周周期第一振型(X向平動)第二振型(Y向平動)第三振型(扭轉(zhuǎn))參數(shù)周期(s)振型扭轉(zhuǎn)周期/平動周期第一周期7.37sX向平動-第二周期7.22sY向平動-第三周期3.93s扭轉(zhuǎn)0.540.85，滿足。參數(shù)周期(s)振型扭轉(zhuǎn)周期/平動周期第一周期7.44sX向平動-第二周期7.13sY向平動-第三周期3.83s扭轉(zhuǎn)0.540.85，滿足。方案一(1/460)方案二(1/492)安評反應(yīng)譜(mm)風(fēng)荷載

(mm)00(X方向)312702450(XY方向)-900(Y方向)299頂點位移方案一(1/460)方案二(1/492)安評反應(yīng)譜(mm)風(fēng)荷載

(mm)00(X方向)255650450(XY方向)-900(Y方向)247層間位移角-方案一(1/460)最大層間位移角-方案一(1/460)安評反應(yīng)譜風(fēng)荷載00(X方向)1/1056<1/500

滿足要求1/460<1/450450(XY方向)-900(Y方向)1/1370<1/500

滿足要求雙向地震

-X方向1/935<1/500

滿足要求-雙向地震-Y方向1/1341<1/500

滿足要求-最大有害層間位移角-方案一(1/460)安評反應(yīng)譜風(fēng)荷載00(X方向)1/3545<1/3000角柱:1/1759<1/1500剪力檣:1/3584<1/3000450(XY方向)-900(Y方向)1/5111<1/3000雙向地震

X方向1/3641<1/3000-雙向地震Y方向1/5492<1/3000-層間位移角-方案二(1/492)最大層間位移角-方案二(1/492)安評反應(yīng)譜風(fēng)荷載00(X方向)1/974<1/500

滿足要求1/492≈1/500450(XY方向)-900(Y方向)1/1126<1/500

滿足要求雙向地震

X方向1/881<1/500

滿足要求-雙向地震Y方向1/1182<1/500

滿足要求-最大有害層間位移角-方案二(1/492)安評反應(yīng)譜風(fēng)荷載00(X方向)1/3264<1/3000角柱:1/1717≈1/1500剪力檣:1/3457<1/3000450(XY方向)-900(Y方向)1/4380<1/3000雙向地震

X方向1/3367<1/3000-雙向地震Y方向1/4627<1/3000-底部剪力安評反應(yīng)譜(MN)風(fēng)荷載

(MN)(風(fēng)洞測試結(jié)果)風(fēng)荷載

(MN)(GB50009-只供參考)00(X方向)528664900(Y方向)4613695方案一(1/460)方案二(1/492)安評反應(yīng)譜(MNm)風(fēng)荷載

(MN)(風(fēng)洞測試結(jié)果)風(fēng)荷載

(MN)(GB50009-只供參考)00(X方向)579464900(Y方向)5312595傾覆力矩安評反應(yīng)譜(MNm)風(fēng)荷載

(MNm)(風(fēng)洞測試結(jié)果)風(fēng)荷載

(MNm)(GB50009-只供參考)00(X方向)8403(為風(fēng)荷載的36%)2306216323900(Y方向)8632(為風(fēng)荷載的23%)3765926733方案一(1/460)方案二(1/492)安評反應(yīng)譜(MNm)風(fēng)荷載

(MNm)(風(fēng)洞測試結(jié)果)風(fēng)荷載

(MNm)(GB50009-只供參考)00(X方向)10291(為風(fēng)荷載的40%)2587016323900(Y方向)10752(為風(fēng)荷載的31%)3521526733主要抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承承受傾覆力矩結(jié)構(gòu)設(shè)計方案總傾覆力矩核心筒巨型斜支撐伸臂桁架及外框架方案一(1/460)100%62.3%2.5%35.2%方案二(1/492)100%65.9%2.2%31.9%結(jié)構(gòu)設(shè)計方案總傾覆力矩核心筒巨型斜支撐伸臂桁架及外框架方案一(1/460)100%44.3%27.3%28.4%方案二(1/492)100%45.2%26.3%28.4%X-方向安評地震荷載Y-方向安評地震荷載扭轉(zhuǎn)（安評反應(yīng)譜）最大水平位移與平平均位移比（考慮慮偶然偏心)方案一及方案二最大水平位移比均均小于1.2扭轉(zhuǎn)（安評反應(yīng)譜）最大層間位移與平平均層間位移比（（考慮偶然偏心)方案一及方案二最大層間位移比均均小于1.2風(fēng)荷載作用下底層層墻截面強度校核核中震彈性下底層墻墻截面強度校核風(fēng)荷載作用下底層層C1柱截面強度校核中震彈性下底層C1柱截面強度校核風(fēng)荷載作用下底層層C2柱截面強度校核中震彈性下底層C2柱截面強度校核風(fēng)荷載作用下底層層C3柱截面強度校核中震彈性下底層C3柱截面強度校核伸臂桁架利用率腰桁架利用率巨型斜撐利用率建議結(jié)構(gòu)方案的經(jīng)濟因素考慮風(fēng)荷載位移加速度結(jié)構(gòu)造價損失的辦公層樓面可用面積總經(jīng)濟代價*最大層間位移角最大有害層間位移角酒店客房

(L90)混凝土用量型鋼用量初始方案h/4301/1600(總層間)25mg100%---方案(一)KK-PD-3bh/460角柱:1/1759剪力檣:1/362724.5mg102%多900噸280m2RMB12M方案(二)KK-PD-4dh/492角柱:1/1717剪力檣:1/345724.1mg105%多2400噸(總數(shù)多3300噸)700m2(總數(shù)多980m2)RMB31M(RMB43M)*型鋼=RMB10000/噸樓面售價=RMB10000/平方米討論Discussion樓層側(cè)向剛度比根據(jù)JGJ3–2002作出之驗算結(jié)果(一)本表中層剛度比為為本層剛度與上一層比值值較小值。該較小值應(yīng)不不小于系數(shù)0.7。判斷:Ki>0.7Ki+1樓層側(cè)向剛度比根據(jù)JGJ3–2002作出之驗算結(jié)果(二)本表中層剛度比為為本層剛度與上一層比值值較小值。該較小值應(yīng)不不小于系數(shù)0.8判斷:Ki>0.8(Ki+1+Ki+2+Ki+3)/3有害層間位移角(安評反應(yīng)譜)最大有害層間位移角最大有害層間位移角均小于1/2000有害層間位移角占占層間位移角比重重有害層間位移角占占層間位移角比重重均小于0.5有害層間位移角(安評反應(yīng)譜)有害層間位移角(風(fēng)荷載)-角柱最大有害層間位移角-角柱最大有害層間位移角均小于1/2000有害層間位移角(風(fēng)荷載)-剪力檣最大有害層間位移角-剪力檣最大有害層間位位移角均小于1/2000本表中剪重比為本層在安評反應(yīng)譜譜地震下的的層間剪力與重重力荷載之比，該比值不應(yīng)應(yīng)低於0.012Y向周期Ty=7.44sX向周期Tx=7.13s剪重比要求求=0.012層間剪力與與重力荷載載代表值

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