西港国际大厦超高层结构抗震设计.pdf

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1、第十八届全国高层建筑结构学术会议论文2004年西港国际大厦超高层结构抗震设计梁淑萍顾嗣淳(上海建筑设计研究院有限公司上海200041)提要本文对西港国际大厦结构设计、结构体系及抗震计算分析等作了广泛的介绍，对于结构体系的受力、变形及动力时程分析结果进行了详细的分析和阐述，通过本工程结构设计，提出了8度地震区特一级超高层结构设计中应采取的一些抗震构造措施，可供同类工程参考。关键词抗震设计特一级超限抗震措旄时程分析工程概况西港国际大厦位于西安高新区与城市南二环路的交汇地，是西安高新区的—幢标志性精品建筑。大厦的建筑形象具有大气、。响亮的外观造形和合理的功能布局，符合顶

2、级商务写字楼的使用要求，图l为建筑外观效果图。该工程总建筑面积71028平方米地下两层，基础埋深约1l米：地上42层、高度161．55米(不包括突出屋顶的塔楼)，标准层层高为3．75米；屋顶塔楼5层、塔顶高度185．80米，塔尖高度218米。地下一、二层为停车库和设备用房，其中地下二层兼做人防使用；地面以上标准层均为办公用房；13和29层为避难层；42层为会所。主体结构采用钢筋混凝土筒中筒结构体系。本工程属于《高层建筑混凝土结构规程》中B级高度的建筑，建筑物的高度已超过《建筑抗震设计规范》规定的钢筋图一混凝土筒中筒结构适用的最大高度，属于超限高层建筑。经陕西省高层

3、建筑抗震设计审查专家委员会多次审查对本工程结构方案予以肯定．本工程标准层平面及剖面详见图二。二、结构设计一、0口个嘈-．又◆I粱淑薄女1963．8出生高级工程师国家一级注册结构工程师·574·第十八届全国高层建筑结构学术会议论文2004年图二(一)、抗震设防本工程抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第一组，设计基本加速度0．29。建筑物为丙类建筑，建筑场地类别为III类，根据《西安市抗震设防区划》1996划定，本场地位于设计动分区的B·和斛区，地震影响参数曲线中的有关参数为：截面验算参数为amax=O．17，特征周期Tg=O．458变形验算参数为amax=O．80，

4、特征周期Tg=O．65S。该建筑主楼属于B级高度的高层建筑，抗震等级为特一级。(二)、结构选型1．结构体系主楼平面近似八边形，采用钢筋混凝±筒中筒作为承受竖向和水平作用的结构体系，核心筒为钢筋混凝土结构，外筒底部(1’14层)采用型钢混凝土柱：15层以上采用钢筋混凝±柱中部(15’30层)柱内设置钢筋混凝±芯柱。本工程主楼建筑平面及其抗侧力结构布置基本对称，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度自上而下逐渐减小，抗侧力结构的侧向刚度和楼层承载力无明显突变，属于平面和竖向规则结构。内外筒之间采用钢筋混凝土现浇梁板连接。2．建筑物的主要几何特性长宽比=1．49高宽比H／B

5、=4．70内筒宽高比H／b=l／11．7内外筒宽度比b／B=l／2．5外筒开洞率为35．5％外筒梁的高跨比h／lo=l／1．70外筒柱距4．50M，净距=3．OM内外筒之间净距小于IOM3．主要结构构件截面尺寸及混凝土等级详附表1·575·第十八届全国高层建筑结构学术会议论文2004年表I层号外筒柱外筒内筒内筒内外筒角内外筒墙柱混环梁环墙墙厚墙厚度之间粱凝土强厚度度截面度等级1．31500"1000600*20007004001200600*850C604．121500*1000600·1700700(250)800*650C60131500·1000600·20

6、007∞600*950C5014．281500宰850600·1700600800*650C50291500*850600·2000600600*950C453m411500*750600"I700500800*650C40421500*750600*2000500600*950C40突出400C40屋顶塔楼三、结构抗震计算及分析1、多遇地震作用计算本工程主楼属于《高规》中的B级高度的高层建筑结构，结构设计阶段采用了两个符合实际情况的三维空间分析软件进行整体计算，一为中国建筑科学研究院编制的高层建筑结构空间有限元分析软件SATWE(2002年版)；另一为国际通用的

7、美国cSI公司空间分析软件ETABS(6．10版)：计算地震作用时采用空间扭转耦联的振型分析反应谱法，计算振型数为坞，以地下室顶板作为上部结构的嵌固端。计算中采用了部分弹性楼板的假定，并且计算单向地震作用时考虑偶然偏心的影响，同时也进行了斜向水平地震作用计算。两个分析软件的主要计算结果分别汇总于附表2，3，4中。两个分析软件的计算结果在结构自身振动特征、地震作用、结构位移等方面均比较接近。西安地区基本风压远小于沿海地区，计算结果反映出该结构水平位移以地震作用控制。从结构本身的振动特征来看，第三振型以扭转为主，其周期与以平动为主振型的周期比值均没有超过0．45，说明

8、结构有很好