中铁十九局北京总部大楼工程结构设计

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1、第二十届全国高层建筑结构学术会议论文2008年中铁十九局北京总部大楼工程结构设计林向军路静雷王毅(总参工程兵第四设计研究院，北京lo0036)提要本文主要介绍了中铁十九局北京总部大楼工程的结构设计过程。作为一个综合办公建筑群，该工程平面呈“兀”型，由三栋建筑物组成，高度及层数相差较大，其中A段主楼高度为81．8米(Rc顶高度)、长度为58．8米的高层钢筋混凝土建筑，采用框架一剪力墙结构体系(局部采用框支结构)。本文主要介绍A段主楼在结构选型及分析、框支结构及构造措施等方面的特点，供同类结构设计时参考。关键词高层建筑，结构设计，框支结构，抗裂纤维，构造措施。1工程概况中铁十九局北京总部大楼工程位

2、于北京市亦庄经济开发区50号街区荣华南路南侧，平面呈“兀”型，由十九层的A段主楼、八层的B段综合楼及三层的C段学员宿舍组成，总建筑面积为35420平方米。由于A段主楼与B、C段二者的高度及平面布置相差很大，故地面以上在A段主楼与B、C段之间设置了抗震缝，使之形成两个较规则的框架一剪力墙抗侧力单元，有利于工程抗震。A段主楼地面以上共十九层，地下室二层，建筑面积为18800平方米，建筑总高度为81．8米。其中在建筑物中部有高达两层的共享中庭(首层至三层楼面)，层高分别为4．8米和4．5米；三层以上为标准层，层高为3．8米，外墙为干挂石材及局部玻璃幕墙。为满足建筑共享中庭的高度及跨度要求，在三层合理

3、利用建筑布局，设置了高度达4．6米的框支梁。其中总平面、首层平面、标准层平面及剖面图分别见图1～图4所示。本工程抗震设防烈度为8度，设计基本加速度为O．29，近震，抗震等级：A段框架为一级，剪力墙为一级；B、C段框架为二级，剪力墙为一级；ⅡI类场地。基本雪压为0．4l(N／Ⅲz，建筑基本风压值为O．45l(N／廿，地面粗糙度为B类。2基础设计根据地质部门提供的勘察报告可知，本工程场区位于北京市平原区永定河洪冲积扇中部，地形较为平坦，自然地面标高约在28米左右。地面以下除①层组填土外，其余均为第四纪沉积土层，岩性及分布特征为砂质粉土、粉质粘土、细砂、园砾等构成较为稳定和均匀的土层。地下水位在地表

4、下21米左右。建筑场地的抗震设防烈度为8度，场地土为中硬场地土，建筑场地类别为m类，为进行工程建设的有利地段。由于本工程A段主楼与B、C段结构之间的荷载差异大，从建筑荷载分布和基础埋深等条件分析，在上部荷载的作用下，A段主楼的地基沉降量是由基坑开挖卸载后的回弹再压缩沉降和正常的固结压缩沉降两部分组成的，而B段综合楼部分由于层数较低，地基沉降主要为基坑开挖卸载后的回弹再压缩变形，其基底平均压力大约相当于基底标高处土自重压力，处于补偿状态。二者相邻基础之间的相林向军，男，1962．10出生，高级工程师，一级注册结构工程师．229．第一二十届全国高层建筑结构学术会议论文2008年互作用显著，对沉降十

5、分敏感，加之高、低建筑间基础不设永久性沉降缝，如何控制高低建筑之间的差异沉降问题成为十分关键的基础工程问题。因此，鉴于上述情况，结合根据地质条件、结构形式及建筑布局要求等因素，经综合分析后，高、低建筑均采用梁筏式基础，筏板厚度为700胁(高层建筑)和500砌(低层)，混凝土C40。对于基础混凝士的温度应力及干缩问题，通过采取在高层和低层设置后浇带、适当布置温度钢筋及控制封带时间等措施，既解决了上述问题，又解决了不同高度部分的沉降差问题。3结构设计与分析3．1结构选型及主要尺寸由于该工程A段主楼与B、C段结构在层数、使用功能要求和平面布局存在较大的差异，为构造合理的结构形式，在A段主楼与B、C段

6、地面以上部分设置了抗震缝，形成两个较规则的抗侧力单元，符合抗震概念设计的规则性要求。A段主楼结构采用现浇钢筋混凝土框架一剪力墙结构体系，其中框架柱截面为1000x1000、800x800，框支柱为1000x1400，剪力墙厚度为350至250衄，混凝士强度等级自下而上为C50至C30，混凝土强度的变化与柱截面及墙体厚度的变化相互错开，避免竖向刚度产生突变。根据使用功能要求，在A段主楼的中部一～二层为两层高的共享中庭，造成了三层以上走廊部位的框架柱不能伸至基础，为此在三层楼面处利用整层高度设置了跨度16．8米，截面为1000x4600m的框支梁，上部承托两根800x800的框架柱，以满足建筑平面

7、布局的要求。框支梁采用有限元程序进行了补充计算分析。3．2结构计算与分析结构计算采用中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部编制的《多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件》(SATwE)进行整体分析计算。本工程设计计算的主要参数为：抗震设防烈度为8度，设计基本加速度为0．29，设计地震分组为第一组；场地为IⅡ类场地，建筑安全等级为二级，按模拟施工方法计算竖向荷载：计算地震时，考虑偶然偏心的影响，