卡塔尔某超高层建筑结构设计

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1、万方数据第24卷第1期2007年1月深圳大学学报理工版JOURNALOFSHENZHENUNIVERSITYSCIENCEANDENGINEERINGV01．24No．1Jan．2007文章编号：1000—2618(2007)01—0001—08卡塔尔某超高层建筑结构设计傅学怡1，2⋯，吴兵1⋯，陈贤川1，孙璨4，江化冰1，高颖1，李建伟2(1．深圳大学土木工程学院，深圳518060；2．中建国际设计顾问有限公司，深圳518033；3．深圳大学建筑设计研究院，深圳518060；4．哈尔滨工业大学深圳研究生院，深圳51

2、8055)摘要：法国著名建筑师JohnNovel设计的卡达尔多哈某超高层建筑，采用了世界首创钢筋混凝土交叉网筒结构．通过对该结构设计理念、混凝土徐变、荷载、施工模拟、部分预应力、连续倒塌、交叉柱节点、温度收缩效应及屈曲稳定等多方面研究分析，发现法国工程师所作的原项目结构标书设计存在着交叉柱节点承载力不足、混凝土斜柱徐变变形差异引起主楼倾斜等重大安全隐患．进而采取北侧柱截面空心、节点内加钢板凳和环梁部分预应力等多项重大技术改进措施，确保该工程结构安全，恢复正常施工．关键词：超高层建筑结构设计；多哈；外网筒结构；交叉柱节

3、点；钢板凳；徐变；部分预应力；连续倒塌；屈曲分析中图分类号：TU375文献标识码：A卡塔尔某高层建筑位于卡塔尔首都多哈，毗邻多哈湾，地下4层，地面以上44层钢筋混凝土主体结构，顶盖为一直径36m钢结构穹顶，上设27m高桅杆，总高231m，总建筑面积lo万m2，由世界著名法国建筑师JohnNovel创意设计，整体建筑形态简洁纯朴富有阿拉伯民族特色(图1)．该工程主抗侧力结构为世界首创现浇混凝土交叉柱外网筒结构，由交叉斜柱、环梁和楼板构成，内设偏北布置较小的核心筒，平面呈圆形，底部直径约45m，顶部直径约35m，楼层半径

4、沿高度不断缩小．每根斜圆柱沿半径不断递减的螺旋线曲折攀升．层内直线，截面直径由底层的1．7m变化到顶层的0．9m．交叉斜柱每4层相交一次，柱中心线交图1卡塔尔某高层建筑立面图叉点位于楼面标高，Fig．1Elevationofatall夹角约为48。，环buildinginQatar梁、楼板层层与斜柱连接．北面人口大厅t～28层楼板掏空，为观光电梯中庭，南半部分采用腹板开孔工字钢梁组合楼盖，混凝土板厚130mm，东西两侧采用厚300mm现浇钢筋混凝土平板．楼板中心相对外网筒中心南移1．25m，南面楼盖悬臂3．5—5m，

5、北面楼盖无悬臂，南悬北不悬．典型楼层结构平面图如图2．图2五层结构平面图Fig．2Structuralplanof5thstory1原标书设计隐患1．1原标书设计未考虑结构自重下施工模拟因本工程结构自重占建筑总重的70％以上，且结构自重下南北侧斜柱轴力差异极大，结构刚度一收稿日期：2006-11—24基金项目：建设部“复杂高层建筑结构研究应用”科技项目(97-03-01)作者简介：傅学怡(1945一)，男(汉族)，江苏省南京市人，深圳大学研究员、博士生导师．E—mail：fuxue_yi@yahoo．coln．cn万

6、方数据万方数据第1期傅学怡，等：卡塔尔某超高层建筑结构设计沿外墙垂直投影附加恒载0．8kPa，外墙采用玻璃幕墙加遮阳板，附加恒载取1．5kPa．大楼顶部2层设隔震双层地板，隔震板通过小钢柱和钢梁支承于结构混凝土楼盖，计算时隔震板及其支撑构件作为附加载荷．活载荷按照英国规范根据各房间使用功能选取，办公区活载荷包括1．5kPa轻质隔墙；屋面为钢结构穹顶，不上人屋面，活载荷取0．5kPa．3．2地震作用卡塔尔多哈地区为地震低烈度区，场地谱和UBC97zone1，siteB反应谱如图5．℃《．、鼍曼赵幽曩周期／s图5场地谱与

7、UBC97反应谱比较Fig．5ComparisonofsiteseismicresponsespectrumandUBC97responsespectrum地震作用偏安全采用了UBC97zone1，siteB反应谱，cao．08；混凝土结构阻尼比亭=0．05，钢结构阻尼比f=0．02．3．3风载荷主体结构风载荷按英国规范BS6399确定，基本风速为秽。=29．2m／s(50年重现期，高10m，10rain内平均风速)，有效风速玑=％，基本风压：g=0．613秽：，体型系数取0．8．3．4温度作用本工程结构构件内外表面

8、局部温差效应可通过覆盖措施予以降低，主要考虑结构整体温差效应．竣工使用后，由于幕墙、遮阳板外悬和室内空调，外界大气温度对结构的影响很小．本工程温度效应只计算施工阶段，整体温差取值：混凝土结构施工阶段。At={+_2I。O℃。C{主主；幕墙和设备安装施工阶段△z={-+23。0。℃C{主主；3．5预应力等效载荷预应力筋在梁跨范围内是直线，在梁柱节