天津高银117大厦巨型支撑设计与思考_包联进

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1、第１６卷第２期建筑钢结构进展Ｖｏｌ．１６Ｎｏ．２２０１４年４月ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＳｔｅｅｌＢｕｉｌｄｉｎｇＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓＡｐｒ．２０１４天津高银１１７大厦巨型支撑设计与思考包联进，汪大绥，周建龙，陈建兴，童骏，陆道渊（华东建筑设计研究院有限公司，上海２００００２）摘要：天津高银１１７大厦结构高度为５８４ｍ，高宽比为９．５，是目前国内在建的结构高度最高、最细柔的超高层建筑之一。塔楼采用钢筋混凝土核心筒－巨型框架支撑结构体系。立面巨型支撑跨多层分区布置，且与承重结构分离，底部大堂人字支撑自由长度达４８ｍ。针对巨型支撑的特殊布置形式，从概念出发，采用了屈曲约束支撑（ＢｕｃｋｌｉｎｇＲ

2、ｅｓｔｒａｉｎｅｄＢｒａｃｅ，简称ＢＲＢ）代替普通支撑。优化方案解决了超长巨型支撑系统在罕遇地震作用下易屈曲失稳问题，确保了支撑筒的刚度和承载力，为塔楼提供第２道抗震防线，也间接降低了结构造价。缩尺试验结果表明，该工程低屈服强度软钢与常规合金钢混合芯材组成的ＢＲＢ可以满足设计性能要求。最后，对该巨型支撑的设计要点进行了总结和思考，可为类似工程的设计提供参考。关键词：巨型支撑；屈曲约束支撑；缩尺试验；优化设计中图分类号：ＴＵ３９８．９文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－９３７９（２０１４）０２－００４３－０６ＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅｔｈｉｎｋｉｎｇｏｆＭｅｇａＢｒａｃｅｉｎＴｉａｎｊｉｎ１１

3、７ＴｏｗｅｒＢＡＯＬｉａｎ－ｊｉｎ，ＷＡＮＧＤａ－ｓｕｉ，ＺＨＯＵＪｉａｎ－ｌｏｎｇ，ＣＨＥＮＪｉａｎ－ｘｉｎｇ，ＴＯＮＧＪｕｎ，ＬＵＤａｏ－ｙｕａｎ（ＥａｓｔＣｈｉｎａＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＤｅｓｉｇｎ＆ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００００２，Ｃｈｉｎａ）ＢＡＯＬｉａｎ－ｊｉｎ：ｌｉａｎｊｉｎ＿ｂａｏ＠ｅｃａｄｉ．ｃｏｍＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｉａｎｊｉｎ１１７ＴｏｗｅｒｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｔａｌｌｅｓｔａｎｄｓｌｅｎｄｅｒｅｓｔｂｕｉｌｄｉｎｇｓｕｎｄｅｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｉｎＣｈｉｎａ．Ｉｔｉｓ５８４ｍｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｈｅｉ

4、ｇｈｔ，ａｎｄｔｈｅｈｅｉｇｈｔ－ｔｏ－ｗｉｄｔｈｒａｔｉｏｉｓ９．５．Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｒｅ－ｍｅｇａｂｒａｃｅｄｆｒａｍｅｓｙｓｔｅｍｉｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｒｅｓｉｓｔｗｉｎｄｌｏａｄａｎｄｅａｒｔｈｑｕａｋｅａｃｔｉｏｎ．Ｄｉｖｉｄｅｄｂｙｚｏｎｅｓ，ｔｈｅｍｅｇａｂｒａｃｅｓｃｒｏｓｓｓｅｖｅｒａｌｆｌｏｏｒｓａｎｄａｒｅｓｅｐａｒａｔｉｎｇｆｒｏｍｔｈｅｇｒａｖｉｔｙｒｅｓｉｓｔａｎｔｓｙｓｔｅｍ．ＴｈｅｌｅｎｇｔｈｏｆＶ－ｓｈａｐｅｄｂｒａｃｅｓｉｎｔｈｅｌｏｂｂｙｉｓａｂｏｕｔ４８ｍ．Ｄｕｅｔｏｔｈｅｓｐｅｃｉａｌｌａｙｏｕｔｏｆｔｈｅｂｒａｃｅｓｙ

5、ｓｔｅｍ，ｂｕｃｋｌｉｎｇｒｅｓｔｒａｉｎｅｄｂｒａｃｅｓ（ＢＲＢｓ）ａｒｅｕｓｅｄｉｎｓｔｅａｄｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｂｒａｃｅｓ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｓｃｈｅｍｅｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｓｏｌｖｅｂｕｃｋｌｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｓｕｐｅｒ－ｌｏｎｇｂｒａｃｅｓ．ＢＲＢｅｎｓｕｒｅｓｒｉｇｉｄｉｔｙａｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｂｒａｃｅｄｔｕｂｅ，ｐｒｏｖｉｄｅｓｓｅｃｏｎｄｐａｔｈｔｏｒｅｓｉｓｔｅａｒｔｈｑｕａｋｅａｎｄｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｃｏｓｔｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｒｅｄｕｃｅｄ－ｓｃａｌｅｔｅｓｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙｏｆｔｈ

6、ｅＢＲＢｗｉｔｈｃｏｒｅｍａｔｅｒｉａｌｍａｄｅｏｆｌｏｗ－ｙｉｅｌｄｐｏｉｎｔｓｔｅｅｌｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｎｏｒｍａｌａｌｌｏｙｓｔｅｅｌ．Ａｔｌａｓｔ，ｔｈｅｋｅｙｉｓｓｕｅｓｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｍｅｇａｂｒａｃｅｓａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄａｎｄｃａｎｂｅｕｓｅｄａｓａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｔｏｓｉｍｉｌａｒｄｅｓｉｇｎｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅｇａｂｒａｃｅ；ｂｕｃｋｌｉｎｇｒｅｓｔｒａｉｎｅｄｂｒａｃｅ；ｒｅｄｕｃｅｄ－ｓｃａｌｅｔｅｓｔ；ｏｐｔｉｍｉｚｅｄｄｅｓｉｇｎ的体系。随着当今超高层建筑建造高度的不断增加，水１工程背景平荷载作用下的倾覆力矩呈非线性增加，结构抗

7、侧力体［１］框架支撑结构是传统的抗侧力结构体系之一，由于系布置和设计朝支撑化、巨型化的发展趋势愈发突出。斜撑杆件具有轴向受力的特点，从而能以最小的截面尺早期的高层建筑钢结构中，斜支撑一般按层高、柱跨寸提供抵抗水平剪力的刚度和强度，是非常有效和经济的模数布置，其设置高度通常为１～２层，这种布置方法收稿日期：２０１３－０４－０９；收到修改稿日期：２０１４－０１－２７基金项目：“十二五”国家科技支撑计划课题（２０１２ＢＡＪ０７Ｂ０１）作者简介：包联进