北京新保利大厦混凝土简体抗震分析研究

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1、北京新保利大厦混凝土简体抗震分析研究盛焕明尹华钢侯军祥(总装备部工程设计研究总院北京100028)摘要：本文通过对北京新保利大厦模型的振动台试验结果的研究、分析，全面论述Tat：京新保利大厦的三个劲性钢筋混凝土简体在地震作用下的受力特性和力学性能，对整个结构的安全性作出了可靠的评估，同时给出了设计上的合理建议，对于今后类似的复杂结构的设计具有一定的指导意义。‘关键词：钢筋混凝土简体振动台试验抗侧体系结构整体性L形平面工程概况及结构体系设计北京新保利大厦是～座钢框架——型钢混凝土筒混合结构。地下四层，地上主体结构24层，局部25层，地上结构总高度105．2米。建

2、筑平面为三角形并有一大中庭，中庭从地面直至22层(见图1)。结构抗侧体系由位于西北角、东南角与西南角的3个型钢混凝土筒体(分别称为筒l、筒3与筒2，见图2)与南北方向(连接筒l与筒2)和东西方向(连接筒2与筒3)的钢框架(见图3)组成的双重体系，其中南北方向连接筒I与简2的钢框架落地，东西方向连接筒2与筒3的钢框架仅从12层起升至项层，不落地，形成连接东西端核心筒和柱之间的桥，此桥部分按“vierendeel“转换桁架进行设计，作为结构抗侧体系的一部分。在结构的22层设置3层、高16米、跨度为60米的巨型钢桁架将筒l与筒3连在一起，同时通过该桁架在22层将南北

3、方向与东西方向的主框架连通，形成中庭的顶盖。也就是说，在22层以下的标准层，扣除建筑物的大中厅后，结构平面呈L形(见图4)；22层结构平面呈三角形。在建筑物东南角有钢结构“特式吊楼”，共七层，高约50米。“特式吊楼”由东南角的筒3悬挑及4根斜拉主钢索悬挂；4根斜拉主钢索的上端点有两个固定在22层筒3上，另外两个分别固定在22层的筒1上和24层的筒2上。筒3为“特式吊楼”的横向支承体系，抵抗“吊楼”传来的水平力和扭矩，并承担“吊楼”传来的部分重力。由于该结构严重不规则，为多项不规则的复杂体型的超限高层建筑，为了提高其延性变形能力，在三个筒体内均设置了型钢，在构造

4、上均按抗震等级为特一级进行设计。同时考虑到筒3是“特式吊楼”、“vierendeel“转换桁架、60米跨度巨型桁架三个主要构件的支撑点，是整个结构中举足轻重的受力构件，因此对筒3在承载力设计上给予特别的加强，按在中震(水平地震影响系数‰。‘_O．48)作用下结构保持弹性(中震地震作用标准组合的效应S满足按材料强度标准值计算的承载力R)进行设计，并对大震(罕遇地震)作用下进行强度校核，具体做法如下：中震计算：S≤‰S=1．OSos±1．0SE酞--+0．4S队S：中震地震作用标准组合(分项系数rG、rEh取1．0，组合系数伊E，取O．4)SoE：重力荷载代表值的

5、效应S耻：水平地震作用标准值的效应，按双向地震计算：Selk--max【SQRT(Sx2+(0．85Sy)2)；SQRT(sy2+(o．85Sx)2】R：构件承载力标准值。即材料按标准值设计(材料分项系数取1．0)rILE：承载力抗震调整系数取1．0大震计算：要求在大震作用下剪力墙平均剪应力不超过0．15缸244即：Vw&whwo

6、该结构严重不规则，为了增强核心简体及整个结构的整体性，结构的地下室部分、首层、第12层、第22屡楼板及筒体内所有楼板均采用采用加强的现浇普通钢筋混凝土楼板。2．振动台试验由于奉结构极为不规则，平面和竖向布置复杂，局部有错层，并设有用悬索悬挂的“4寺式吊楼”，属于平面和竖向不规则、体型复杂的高层建筑，各种振型的综合效应比较复杂，应进行整体模型的振动台试验。应设计方的要求，北京新保利大腰房地产开茇有限公司委托245清华大学土木工程系和工程力学系进行了新保利大厦结构模型振动台试验，通过该试验，实测了模型结构的动力特性，了解模型结构在指定地震波的各级加速度作用下的动力

7、反应、模型结构的受力特性、裂缝情况等，检验该建筑结构的抗震能力。本工程的设防烈度为8度，建于Ⅱ类场地，试验共进行了三个阶段的振动台试验，分别相应于结构设计中的小震、中震和大震。3．振动台试验结果与分析3．1裂缝情况及结果分析1)裂缝情况振动台试验结果表明，在小震作用下，模型简体底部出现水平裂缝。其中筒1分布在8层以下、筒2分布在6层以下、筒3分布在4层以下；三个简体相比，筒l底部裂缝较多，筒3底部最少。裂缝为墙体与楼板交界处的水平裂缝。在与吊楼连接的两面墙上没有发现裂缝。白噪声扫描结果显示模型结构的基本频率变化很小，结构处于弹性。根据振动台试验报告，三个筒体在

8、此阶段出现了较多的水平裂缝主要是由于试