实例研究高层建筑结构设计

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1、实例研究高层建筑结构设计摘要:本文结合高层建筑结构设计实例，对连体结构设计技术进行了研究，分别介绍了结构选型、连接方式选择、抗震受力特性、支座设计方法。关键词:实例分析；高层建筑；结构设计Abstract:Inthispaper,thecombinationofahigh-risebuildingstructuredesignexample,astudyonthe-conjoinedstructuredesigntechnology,introducethestructureofselection,thechoiceof

2、connection,seismicforcecharacteristics,bearingdesignmethod.Keywords:casestudy;risebuildings;structuraldesign中图分类号:TU972文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）1概述高层建筑连体结构是近几十年发展起来的一种较为新型的结构形式，其结构设计也比一般的单体结构或多塔楼结构显得更为复杂。本文结合某公寓式酒店连体结构设计实例，对连体结构的结构设计进行了研究，介绍了结构形式确定、连接方式选择、抗震受力特

3、性、支座设计方法等，并阐述了解决一些具体问题的过程。62工程概况某商业办公用房项目由1号楼(公寓式酒店、商业)和2号楼(会展中心、公寓式办公)组成，地下1层～2层，地上7层～9层，总建筑面积92634㎡。公寓式酒店地下1层、地上9层，现浇剪力墙结构体系，剪力墙为主要抗侧力构件，标准层层高3.25m，地上建筑面积为23780㎡。公寓式酒店平面布置呈半个回字形，设置两条抗震缝将结构分为北楼、南楼、连接体3个单体。在8层、屋顶层处设置连体结构，连体结构平面呈直角梯形。结构平面图见图1。结构剖面图见图2。图1连体结构平面图图2连

4、体结构剖面图3结构选型公寓式酒店的连接体在第8层和屋顶层有连接，属于高规第10章的复杂高层建筑中的连体结构。连体结构与塔楼的连接方式可以分为强连接和弱连接，本工程连体结构如果采用强连接，在地震荷载作用下将受到很大的轴向力和弯矩，难以协同变形。在考虑偶然偏心影响的地震作用下，存在最大弹性水平位移(或层间位移)大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍等超限情况，给抗震设计带来诸多不利。根据建筑要求仅在86层处要求有楼板连接，连接体层数仅占总层数的11%，跨度相对较大，因此优先考虑弱连接形式，考虑到自身重量和承

5、载力性能的比值，连体结构确定为钢结构桁架加活动支座的弱连接形式结构体系。结构形式上类似于桥梁，一端采用固定铰接支座，连接体可绕铰接支座转动，另一端采用双向的滑动支座，来满足地震作用下的连接体部分的水平滑动作用。4设计分析本结构设计使用年限为50年，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，抗震设防类别为丙类。设计地震为第一组，场地类别为上海Ⅳ类场地，场地特征周期取0.9s，各振型阻尼比取0.05，主体结构采用SATWE进行结构整体分析，采用PM-SAP进行结构整体分析并进行校核。分析时考虑扭转耦联和双向地震效

6、应，采用振型分解反应谱法和时程法计算结构响应，各振型贡献按照CQC组合。4.1结构动力特性(周期比验算)。按照各个单体分别计算其固有振动特性，验算其周期比，计算结果见表1。周期比计算结果满足规范要求。表1动力特性计算结果4.2位移比。验算位移比时，采用单体模型计算(计算模型中的各个单体的各个楼层，采用强制刚性楼板假定)，并按照各单体模型逐层加以验算。反应谱法结构地震响应位移计算结果如表2所示。计算结果满足规范要求。表2反应谱法结构地震响应位移计算结果4.3反应谱法底部结构的剪力、弯矩和有效6质量系数计算结果见表3。表3反

7、应谱法底部结构的计算结果计算结果满足规范要求。4.4振型数。振型数大于15，且使振型参与质量不小于总质量的90%。4.5楼板模型。各单体计算分析内力时，软弱层(或人为假定的软弱层)的楼板在计算模型中按照弹性板处理(采用壳单元)。其他区域的楼层考虑为刚性楼板。5支座设计本工程连体结构的支座为固定铰接支座与双向滑动支座，设计过程中主要考虑支座的水平滑动量和竖向力的大小，支座型号则根据计算值确定。5.1抗震缝宽度。根据抗震设计的要求，滑移量(也就是相应节点的位移量)是要求在大震作用情况下取得的，且抗震缝的宽度(主要是与南侧单体

8、双向滑动支座)要求考虑大震作用下南北单体相应节点滑移量的相互叠加作用。经分别计算得到南侧单体在大震作用下四个节点的X向与Y向的滑移量均为95mm，而北侧单体相应数值为X向为120mm，Y向为80mm。由于连体结构北侧为固定铰接支座，不产生实际滑动，位移量仅作为南侧抗震缝的叠加参考因子。计算得出北侧单体位移值为X向14