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1、舅jf 目十目H a * 目 $ K i2 0 0 84郑州国家干线物流港综合楼结构设计张刺若1 黄小坤1 刘军进1 廖宁飚1 马杰2 吴红团2中日建女科学“ 究mn R l 0 0 0 1 3 ，2 煤炭J H 醴”R m # M4 5 0 0 0 7器然蒜誉徽：嬲篇：i 教：i 淼蒜豢瓣翳器繁”4【 * 目复杂H 建筑* 构体站构傩艇* t *l 、工程概况郝卅泉综台楼 斗为fJ 式小时称积塔琏体高层建筑，地F 设2 联整体地F 审，土要n 】作车库帝I改箭用房。A 塔楼地f2 8 层，商1 1 2 1 0 m ，B 塔楼地l2 3 层高9 34 0 m ，塔楼托、准层层自均为38 m ，
2、L 要用作办公，舟I 塔顶洲通过4 联连怍2 I A 塔墟成牲体。 塔楼设4 层拼肼，丰型用怍展厅、会议宣、宴会7J 投多功能厅等。总建筑面秘约88 儿m 。本 稃为A 级I 盘应迕体高层建筑结构，结构安牟等级为二级，设使川年限为5 0 年。抗震设防烈艘为7 度，设华本地震加速度值为0l5 9 ，设地震分组为第组，抗震设防分娄为丙燕，建筑场地炎驯为J 】I 类。采州机械钻扎灌“桩，独克桩承竹力粱板代诬形基础J 部结构来卅现浇铡筋混凝L 框架桩心筒 栅体系( j u | 部采川铡骨混凝十桨、托) ，缝体粟川钢桁架纠，构。结构，：，M 模犁及标H t 层平【I | 如图1 、2 所不蚓1 结构模型
3、图W # ，女，1 9 7 05m I 自g I & 月割2 标准膳结构平面图第二十届全国高层建筑结构学术会议论文2 0 0 8 年2 、结构设计2 1 结构布置A 塔楼采用混凝土框架一核芯筒结构体系。塔楼平面为5 0 4 m 2 5 2 m 矩形，柱网尺寸均为8 4 m ，长向6 跨，短向3 跨。两个正方形筒体构成的核芯筒位于长向的第2 和第4 跨，这样的芯筒布置可使A塔楼右侧两跨在连体楼层实现较好的过渡。芯筒高宽比约为1 3 4 ，墙厚4 5 0 3 0 0 n 蚰，外框柱尺寸为 1 0 0 0 m m 1 4 0 0 n u n ，连体以上则减小为1 0 0 0 姗1 2 0 0 m m
4、 。竖向构件的混凝土强度等级由C 6 0 逐渐过渡为C 4 0 。框架梁截面为5 0 0 删 1 1 7 5 0 m m ，梁和板均采用C 3 0 混凝土( 图2 ) 。B 塔楼同样采用混凝土框架一核芯筒结构体系。塔楼平面为4 2 0 m 2 5 2 m 矩形，柱网尺寸均为8 4 m ，长向5 跨，短向3 跨。两个正方形筒体构成的核芯筒居中布置，位于长向的第2 和第4 跨。芯筒 高宽比约为1 0 6 ，墙厚4 0 0 3 0 0 m m ，外框柱尺寸为1 0 0 0 n u n 1 0 0 0 r n m 和9 0 0 m m 9 0 0 I 衄。竖向构件材料的选用与A 塔楼相同。框架梁截面为
5、4 5 0 m m 7 5 0 m m ( 图2 ) 。在B 塔楼顶部4 层，通过设置钢结构连廊实现与A 塔楼的连接。连体采用钢结构桁架作为主要的承重体系，通过水平布置的楼板和交叉支撑，形成一个刚度较大的整体，实现与两个塔楼的可靠连接并有效传力。由于A 塔和B 塔在平面上呈4 5 度斜向布置，故连体的两榀主承重桁架跨度不等，分别为5 1 m 和3 3 6 m 。连体桁架构件采用方钢管，刚接连接。连体楼层处的大跨度横梁采用焊接宽翼缘H 型钢( 图3 ，图4 ) 。2 2 水平抗侧力体系图3 连体层结构平面图l llIl粼图4 连体立面图5 9 2 第二十届全国高层建筑结构学术会议论文2 0 0
6、8 年主塔楼的核芯筒和外框柱共同抵抗水平地震作用和风荷载作用，其中核芯筒承担了大部分的水平剪力。由于主塔楼呈长矩形平面布置，为合理协调其两个方向的刚度，沿短向的墙体厚度适当加大，外框柱则采用1 0 m 1 4 m 的矩形截面，迸一步增大塔楼短向的抗侧刚度。2 3 竖向承重体系主塔楼的框架柱、剪力墙均上下连续贯通，一直延伸到基础，作为主要竖向承重结构。主塔楼采用现浇钢筋混凝土楼板；为了便于施工，连体部分底层采用钢筋桁架模板现浇楼板；上面两层仍采用现浇钢筋混凝土楼板。连体采用跨越多层的钢桁架实现两个塔楼之间的连接。2 4 结构概念设计1 、适当增强塔楼的抗侧刚度，以减小楼层侧移和层间位移角。2 、
7、调整两个塔楼的抗侧刚度，减少双塔合并计算时结构层间扭转位移比过大和连体楼面应力集中的程度。3 、优化调整A 塔楼心筒的墙体厚度，增强结构的抗扭刚度，减轻扭转效应。4 、连体部位共有四层，高1 6 8 m ，两侧边跨度分别为3 3 6 m 和5 l m 。为保证竖向荷载和水平力的有效传递，连体部位采用两片竖向钢桁架和三片水平钢桁架，与楼板构成一个整体，使其具有足够的竖向抗弯( 抗剪) 刚度、水平抗弯( 抗剪) 刚度和轴向刚度，并满足承载力要求。5 、为保证竖向荷载的有效传递，连体楼面次梁采用热轧H 型钢，与主梁铰接；主梁采用焊接宽翼缘H 型钢，与连体两侧钢桁架的竖腹杆刚接；钢桁架采用整层桁架，弦
8、杆和腹杆均采用箱型截面，刚性连接，增强竖向抗弯刚度和承载力。6 、与连体桁架直接相连的塔楼5 根边柱采用型钢混凝土柱落地，柱的抗震等级提高一级；其余边中柱以及向塔楼内延伸一跨的框架柱在连体内以及连体上下各一层半的范围内采用型钢混凝土柱，增强局部承载能力、改善延性、增强与楼盖结构的连接整体性和方便施工。与型钢混凝土柱相连的楼面梁采用型钢混凝土梁，以保证连接的可靠性，并使连体与塔楼实现连续、平稳过渡( 图5 、6 ) 。图5 型钢混凝土柱布置图第二十届全国高层建筑结构学术会议论文2 0 0 8 年图6 连体楼板加强区域图 2 5 连体结构设计及构造措施为保证水平力的有效传递并增强两塔楼的协同工作性
9、能，采取以下措施：l 、对图6 所示平面区域的楼板采取加强措施：连体底层和连体顶层的轴线7 向右轴线E 向下区域内楼板厚度采用2 0 0 m m ( 图中阴影部分) ；连体中间层的轴线7 向右轴线E 向下区域内楼板厚度采 用1 8 0 m m ；连体上一层A 塔轴线7 右侧区域混凝土楼板厚度取1 5 0 m m ；连体下一层A 塔轴线7 右侧区域、B 塔轴线E 下方区域楼板厚度取1 5 0 l T 瑚。2 、楼板配筋加强：加强区内混凝土楼板双层双向配筋，单层单向配筋率取O 3 5 左右( 对于2 0 0 m m 厚度的板，单层单向配筋可取直径1 2 m m 1 5 0 蚴) ；连体底层、中间层
10、和顶层加强区域内楼板增设中间层正交双向配筋，方向与板内上、下表面配筋方向错开4 5 度，配筋为2 2 5 0 0 ，加强筋收口时，断头适当错开处理。3 、连体楼板下设置交叉钢支撑，与楼板共同传递水平力，并可增强连体水平抗弯、抗剪刚度( 图3 ) ，大震下发挥主要作用。4 、连体端部1 1 轴线与A 塔1 0 B 轴斜向设置竖向小桁架，增强桁架抗侧向荷载的能力。5 、连体楼层对应的A 塔轴线8 位置，连体斜向与核心筒之间的切口处楼板加宽，加强连体向核心筒传力的有效性。6 、对应连体底层的塔楼结构在( 1 0 D ) 与( 9 一C ) 两柱之间设置主斜梁，并配置型钢。7 、对应连体中间层、顶层的
11、塔楼结构在7 1 0 轴之间，C D 轴及A B 轴之间的纵向主梁适当加强。对于平面中楼板开大洞处及局部凹进处，洞口周边楼板局部加厚，双层双向配筋，并适当加大配筋率，提高其承载能力。严格控制底层柱和墙的轴压比；连体下部三层的柱加大配筋率、提高箍筋强度和配箍率、适当提高剪力墙竖向和水平分布钢筋的配筋率，改善连体的设置引起的楼层承载力突变。2 6 节点设计连体结构与主塔楼的连接节点非常关键，设计中必须做到构造可行，传力可靠。图7 所示为一个典型节点的做法。钢骨混凝土中的钢骨设置悬臂段，现场与钢骨梁、桁架弦杆等强拼接。一5 9 4 -第二十届全国高层建筑结构学术会议论文2 0 0 8 年7 0 0G
12、 G L 6 ( 9 0 0 x 1 2 0 0 )型Ll t 口 t _ 峥G G L j 并i _l t I1 ( 9 0 0 x 7 )! ：2 旦! 量皇丝塑，产l - 2 0 l歹F严，：一s 一，8 55 5S 7 _ 一j 。尹、i 。8l l一巴 卜瑚豇j 一：刨8时舟 签一 一雹b 岭：到二一孽。 y 。一2_ _ i7生掣丑fi 壬一黾2 3 2 5 x 2 4 0 1 1 0 t 划B 0 0：、盘担岬一一 异、一I黾型戳蹴鼎乜一 IL 竺一5 9 5 第二十届全国高层建筑结构学术会议论文2 0 0 8 年3 、结论图7 连体结构与主塔楼的连接节点大样在本工程的设计过程中
13、，针对工程超限情况及复杂性因素采取了一系列的结构措施，对结构关键部位和重要构件进行了性能化设计。通过概念设计和弹性、弹塑性计算分析以及各项构造措施，本结构能满足小震、中震、大震作用下的各项设计指标的要求，考虑到本工程的重要性和复杂性，为了进一步考察结构的抗震性能，以期完善设计，我们还进行了振动台试验。计算分析及振动台试验的相关内容见另文。参考文献【1 】建筑抗震设计规范( G B5 0 0 1 1 2 0 0 1 ) 中国建筑工业出版社，2 0 0 l【2 】高层建筑混凝土结构技术规程( J G J3 2 0 0 2 )中国建筑工业出版社，2 0 0 2【3 】型钢混凝土组合结构技术规程( J G J1 3 8 2 0 0 1 ) 中国建筑工业出版社，2 0 0 2【4 】混凝土结构设计规范( G B5 0 0 1 0 - 2 0 0 2 ) 中国建筑工业出版社，2 0 0 2【5 】徐培福等，复杂高层建筑结构设计，中国建筑工业出版社，2 0 0 5【6 】郑州国家干线公路物流港综合服务楼结构计算分析报告第一册地上主体及连体结构计算书，2 0 0 7【7 】郑州国家干线公路物流港综合服务楼结构计算分析报告第二册结构动力弹塑性分析，2 0 0 75 9 6
