带多连体的复杂高层结构设计.pdf

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1、浙江建筑，第33卷，第9期，2016年9月ZhejiangConstruction，Vo1．33，No．9，Sep．2016带多连体的复杂高层结构设计DesignoftheComplexHighRiseStructurewiththeConcatenates苏项庭，冯永伟，洪渊SUXiangting．FENGYongwei，HONGYuan(浙江省建筑设计研究院，浙江杭州3l0006)摘要：介绍了一幢具有三处连接体的复杂高层建筑的结构设计，重点说明了转换桁架的设计要点，以及横置H型钢在转换桁架中的应用及型钢混凝土节点的设计，最后总结了此类结构应采

2、取的抗震加强措施。关键词：转换桁架；横置H型钢；多连体结构中图分类号：TU973．16文献标志码：B文章编号：1008—3707(2016)09—0017—03现代化建筑不断在追求个性，大悬挑、高空连廊、通高大堂、立面收进等元素得到广泛运用；建筑平面功能分区及相互关系也呈现多样化，大型会议室、宴会厅、运动场等场所在高层建筑内随处可见。如何在满足建筑师要求的同时，合理利用结构概念设计，化繁为简，对结构设计人员带来各种挑战。本文结合某超限高层结构设计，论述设计中遇到问题的解决措施。1工程概况该建筑位于杭州市武林广场东侧中河高架和环城北路交叉口，总用地

3、面积为24509m，建筑面积为119500m。地上由一幢22层高层建筑和一幢2层(局部3层)建筑组成，其中高层建筑结构总高度为99．9m，主要功能为生产用房、数据中心及会议室等，地下3层为地下车库及地块内相关设备用房。图1建筑效果图建筑效果图见图l。本工程主楼平面呈三角形布置，三角形两直角大跨度约为20nl；南边连体在l6层结束，导致结构边约为100m和60m，平面形状不规则；平面中部高位收进，另外，还存在个别穿层柱和大开洞等不规存在两个连体，连体层数较多，分别为15层和9层；则。根据《建筑结构抗震设计规范(GB50011—为了建筑功能需要，连体

4、之间布置数层中庭，中庭最2010)》⋯，应列为特别不规则建筑。收稿日期：2O16—07—05作者简介：苏项庭(1983一)，男，福建莆田人．工程师，从事建筑结构设计1二作。l8浙江建筑2016年第33卷2结构设计根据结构高度及建筑布置，主楼拟采用框架剪力墙结构体系，在楼梯、电梯及设备间设置闭合剪力墙，并根据扭转参数需要，在外围框架柱之间设置带边框剪力墙。连体层数较多，为了减轻自重并便于施T，拟采用钢结构结合钢筋桁架楼承板，连接体采用平面钢桁架作为转换结构，与主楼连接处设置型钢混凝土柱。连体之间的中庭利用单向钢梁铰图3转换桁架平面布置示意接于两侧钢

5、框架。主楼结构模型见图2。a)“V”型桁架结构VV八八‘__。_b)“X”型桁架结构图4桁架结构形式大于5层，其上房间使用荷载载较大。由于本T程中转换桁架属于特别重要结构构图2主楼结构PKPM模型件，除了抗震等级按要求提高一级，考虑竖向地震作2．1转换结构设计用，并按中震弹性进行性能化设计外，还应采取其他平面中部北入口处设置6层通高大堂，为了保软件进行校核，以避免单一软件出错影响工程质量。证大堂的通透效果，该范围内不布置竖向构件。平我们在设计过程中采用了MidasBuilding、YJK和面中部南边为室外车道，也不能设置竖向构件。因PKPM分别对

6、各工况下桁架的受力性能进行校核，此形成了南北两个连体结构(图3)，连体跨度为结果显示，三者计算出的支座处桁架腹杆轴力误差36m。连接体采用平面钢桁架，其中北边连体设置3不大于lO％。为计算桁架层水平构件的轴向力，应榀桁架，南边连体设置2榀桁架。在第二中庭处设将桁架层楼板设为弹性楼板，也可以将板厚设为零置大型会议室，导致北边连体第2、3榀桁架平面内并在楼面恒载中考虑板白重。钢框柱先后中断，需再设置转换。为了保证结构体系2．2横置“H”型钢的应用及节点设计简单和传力路径清晰，将北部连体分为上下两个连由于连体层数较多，荷载较大，经试算，采用普接体，并结

7、合局部吊柱，将上下结构彻底隔开。通H型钢截面，钢桁架腹杆的翼缘和腹板厚度均较本丁程有桁架转换共八处，根据连体层数及使大。考虑到桁架杆件均以承受轴向拉压力为主，因用荷载的不同，采用了两种桁架形式。第一种为此借鉴桥梁T程中常用到的横置“H”型钢受力形“V”型桁架结构见冈4a，适用于连体层数不大于5式。使用“H”型钢有如下优点：层，其上功能为小型会议室，办公等活载较轻房间。1)正放“H”型钢，当内力较大时，一般通过增第二种为“x”型桁架结构见图4b，适用于连体层数加翼缘宽度和厚度来满足应力比要求，如果翼缘宽第9期苏项庭等：带多连体的复杂高层结构设计19

8、度加大，影响桁架两端型钢混凝土柱的截面。如果柱内钢骨．柱子与电梯井道、楼梯间等相邻，则翼缘宽度不能随意加大。对于横置“H”型钢，腹板高度