某超高层型钢混凝土组合结构设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第2期广东土木与建筑No．22007年2月GUANGDONGARCHITECTURECIVILENGINEERINGFEB2O07某超高层型钢混凝土组合结构设计张俊辉1陈莉2(1、广州市城市规划勘测设计研究院广州510060；2、合生创展集团510031)摘要：介绍某超高层建筑采用型钢混凝土组合结构体系的设计思路。以及粱柱节点的处理方法，采用该体系既可提高结构的抗震延性．又可有效解决大跨度情况下粱柱截面受限制的问题。关键词：型钢混凝土组合结构；抗震性能；综合经济效益；构件连接；含钢率计算。结果显示当水平地震力与④轴成45o角(即平1工程概

2、况行于轴)并考虑偶然偏心时，楼层竖向构件的最大水平位移与层间平均位移之比为1．52(1-6层)，某超高层建筑位于广州市／l,~g路与东风中路交超过了《高规》第4-3．5条对该数值“不应大于1．4”的汇处，地上38层，地下4层，标准层层高3．7m，总高要求．故本工程属于平面特别不规则的高层建筑。160m，裙楼6层为商场，塔楼为办公楼。裙楼平面尺2．2建筑方案出于使用功能上的考虑．要求柱距为寸约68mx48m，塔楼平面尺寸约50mx48m．如图1～12～17m且梁高控制在750mm以内．同时要求柱截2所示。简体尺寸约12mxl5m，墙厚250～700ram，筒面尽量较小。由于跨度大且受荷面

3、积大．如采用钢筋体关于．i)轴对称，在轴方向偏向一边。塔楼柱距混凝土结构．会带来一些新的问题，一方面柱截面尺约12—17m。寸会较大。如裙楼采用C50混凝土时，◎轴×⑩轴的本工程地震设防烈度为7度．抗震设防类别为中柱截面需用1600x1600，⑩轴×⑦轴的角柱截面需丙类，框架及核心筒抗震等级均为一级。建筑场地用800x2800．不仅占用了实际使用面积，还有碍美类别为Ⅱ类．属B级高度高层建筑。观．不能为投资方所接受。另一方面，框架梁刚度难以保证，如．轴上的框架梁跨度为13m，受荷面积2结构选型中遇到的问题约140m~，若采用钢筋混凝土梁。梁高须950mm，再扣除中央空调风管高度400mm

4、及吊顶lOOmm．建2．1由于筒体偏于一边，建筑物的质量和刚度在⑨筑净空只剩2．25m．显然不足轴上明显不对称和不均匀，且核fl,筒墙体与④轴呈因此．本工程若采用普通钢筋混凝土结构体系45。相交，根据《高规》规定，应计算45。水平地震力则难以满足设计要求经计算．决定采用型钢混凝土的影响。设计初期采用纯钢筋混凝土结构体系进行框架与钢筋混凝土简体组合结构体系计算结果显．士：．4’，IITq一-．I一-t了、l：l：II●I●一J—-■一一jII-I●I睾_r—IIlII；@一一『一廿{．’一十蚤m、—可一l_l_⋯：⋯一：一l1fl130一蛳}删～{{裟_7350．{，眦；¨_一⑦⑧⑩⑩图

5、1裙楼结构平面图图2标．准层结．．⑩构平面⑩图⑩⑩35维普资讯http://www.cqvip.com2007年2月第2期张俊辉等：某超高层型钢混凝土组合结构设计FEB2o昕No2示．当采用型钢混凝土柱时，⑥轴×⑩轴的中柱截面反应谱法计算结果的65％．多条时程曲线计算所得仅需1050x1050．面积减少了57％．而⑩轴×⑦轴的结构底部剪力的平均值大于振型分解反应谱法计算角柱截面仅需用700x2000．面积减少了38％框架结果的80％，满足规范要求。梁梁高也能控制在750mm以内．从而保证了使用净空．主要梁柱截面如图3所示。同时，结构抗震性能4综合经济效益分析得到了明显改善．以下将对计算

6、结果进行分析概算专业的资料显示．本工程上部结构采用钢筋混凝土体系时含钢量约为75kg／m2．而采用型钢混凝土体系时则约为100kg,／m2．后者增加约33％以目前钢材4200元／t计，则每lm2钢材造价增加105元，m此外型钢的加工费用也较高。高层建筑上部结构的造价约占整个结构造价的60％，而结构造价则仅占包括装修、设备在内的工程图3主要框架梁、柱截面造价的30％；在工程总投资中(含土地、动迁)中，工程造价又仅占50％据此推算．上部结构造价约占工3计算结果分析程总投资的9％．型钢混凝土体系与钢筋混凝土体系的差价则仅占3％本工程采用SATWE软件进行整体计算．主要参与钢筋混凝土结构相比．

7、型钢混凝土在经济效数如下：地震烈度7度，水平地震影响系数0．08，周益方面具有如下优势：期折减系数0．9．结构阻尼比4％，考虑扭转耦联及(1)结构面积小。由于型钢混凝土柱强度高，故偶然偏心影响柱截面比钢筋混凝土柱大幅减小．本工程采用型钢根据《高规》第5．5．2条，按建筑场地类别和设计混凝土柱可增加有效使用面积500m2．以该地点办公地震分组选用2组实际强震记录和l组人工模拟的楼8000元／m：计，则可增加400万元的投资收益。加速度时程曲线进行