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1、兰州国芳芳大酒店店筒中筒筒超限高高层结构构设计本文重点点介绍了了兰州国国芳大酒酒店现浇浇钢筋砼砼筒中筒筒超限高高层的结结构布置置，抗震震计算分分析，主主要抗震震措施及及有关的的结构概概念设计计。同时时对本工工程设计计中几个个主要问问题的处处理，也也进行了了较详细细的讨论论和介绍绍，可供供同类工工程设计计时参考考。 关键键词 超限限高层 筒中筒筒结构 抗震措措施 无无粘结预预应力混混凝土楼楼盖 1 工程程概况 兰州国国芳大酒酒店位于于兰州市市东方红红广场，是是兰州国国际博览览中心二二期工程程，为一一五星级级酒店兼兼商务写写字楼及及商场的的大型超超高层公公共建筑筑。总建建筑面积积约 99 万 m
2、22 ，分分主楼和和裙楼两两部分。其其中裙楼楼为酒店店附属用用房，地地下两层层，地面面以上九九层，总总高 443.44 米。主主楼地下下三层，为为车库和和六级人人防兼设设备用房房，地面面以上 39 层，由由办公、客客房及公公共用房房组成， 1-99 层层层高为 4.88 米，标标准层层层高为 3.11 米和和 3.15 米， 39 层为带带夹层的的旋转餐餐厅，层层高 110 米米，建筑筑主体高高 1444 米米。另出出屋面设设有三层层塔楼，建建筑总高高为 1161.9 米米，是兰兰州市中中心繁华华区内最最高的一一座建筑筑（见图图 1 ）。该该工程抗抗震设防防烈度为为 8 度，属属高度超超出现行
3、行规范规规定较多多的超限限高层建建筑。按按建设部部 599 号令令的要求求，先后后通过了了全国和和省超限限高层建建筑抗震震设防审审查委员员会对初初设和施施工图的的抗震设设防专项项审查。该该工程主主楼和裙裙楼间采采用了抗抗震缝，限限于篇幅幅，本文文仅介绍绍主楼部部份的结结构设计计。 22 地基基与基础础 2.1 基基础持力力层的选选择 本本场地地地层结构构简单、稳稳定，建建筑场地地类别为为类。各各地层分分布自上上而下依依次为 : 11 、杂杂填土：厚度 0.992.5m ，以粉粉土为主主 。 2 、卵卵石层：顶面埋埋深约 0.992.5m ，厚度度 4.799.7mm 。 3 、砂砂岩层：顶面埋
4、埋深 77.112.5m ，未穿穿透，表表层 99m 左左右强风风化，地地基承载载力标准准值 ff k = 5500kkPa ， EE 0 =455MPaa ，层层面由西西向东有有一定坡坡度，下下部为微微风化， E 00 =885Mppa 。 主楼地地下三层层，强分分化砂岩岩层将成成为基础础持力层层。这类类砂岩有有一个很很大的特特点就是是在不受受扰动的的情况下下有很高高的承载载力和变变形模量量，而在在空气中中暴露遇遇水后承承载力和和变形模模量有很很大降低低。兰州州地区高高度在 1000m 之之内的建建筑以该该类强分分化砂岩岩层为持持力层已已是很普普遍和成成功的做做法，但但是作为为高度 1444
5、m 、基基底压力力设计值值达 8800kkPa 的建筑筑物持力力在天然然地基上上是否可可行，成成为地基基选择中中最关心心的一个个问题。通通过以下下的一些些措施和和分析计计算，并并经多次次专家论论证后，认认为采用用天然地地基方案案是可行行的。1 、加加大基础础埋深，将将基底标标高置于于 -115m 左右，一一方面可可提高上上部超高高结构的的抗倾覆覆能力，另另一方面面可将强强分化砂砂岩层表表面 223mm 性能能最不好好的风化化层剔除除，且避避免由于于强分化化砂岩层层顶面有有坡度而而使主楼楼基底一一半置于于砂岩层层表面，而而另一半半已处于于砂岩层层下一定定深度。尽尽量使基基础坐落落在均匀匀、性能能
6、较好的的强分化化砂岩上上。 22 、由由于基础础有较大大埋深，经经过深宽宽修正后后的地基基承载力力设计值值能够满满足基底底压力的的要求。而而对地基基变形验验算也表表明，最最终沉降降量很小小，约 55mmm 。另另由于基基底下 2m 范围内内因砂岩岩风化程程度不同同所引起起的差异异沉降更更小，不不存在整整体倾斜斜问题，故故地基承承载力及及变形均均能满足足要求。 3 、基基坑开挖挖后进行行的原位位载荷试试验证明明设计所所用地基基承载力力标准值值是可靠靠的。在在 5 个试验验点的数数据中除除 2 个点位位由于试试验条件件不好，载载荷板下下砂岩浸浸水软化化导致承承载力极极低外，其其余 33 个点点位承
7、载载力很高高，加载载到 119000kPaa 时尚尚可继续续加载， pss 曲线线上未出出现比例例界限。 2.22 基础础选型 根据上上部荷载载和地下下使用功功能，选选用刚度度较大的的箱形基基础（地地下第三三层）。内内外筒间间在柱网网位置处处设置 8000mm 厚墙体体，基础础底板厚厚 12200mmm 。为为增大基基础底面面积，减减小基底底压力，使使外筒柱柱轴力在在基底扩扩散更加加均匀，箱箱基底板板和墙体体在外筒筒柱位置置向外挑挑出 33 米。 基础内内力分析析受到地地基模型型、基础础模型、上上部结构构刚度以以及各种种参数条条件的影影响，经经常使不不同计算算方法的的结果之之间有或或多或少少的
8、差异异。本工工程通过过简化手手算和专专业软件件 BOOX 的的弹性地地基梁方方法相互互配合进进行多种种模型下下的基础础内力计计算，综综合分析析后确定定设计内内力。 主楼和和裙房间间在地上上部分设设抗震缝缝隔开，地地下连为为整体，并并设后浇浇带解决决二者不不均匀沉沉降问题题。 33 上部部结构 3.11 结构构选型及及布置 3.11.1 结构选选型 本本工程主主体高 1444 米，平平面布置置规则，接接近正方方形，经经技术经经济分析析采用现现浇钢筋筋混凝土土筒中筒筒结构。内内筒为剪剪力墙（平平面长宽宽分别为为 211m 和和 122.6mm ），外外筒由密密柱高裙裙梁组成成（平面面长宽分分别为
9、45mm 和 36.6m ）。另另结合建建筑功能能在外筒筒体四角角处布置置部分剪剪力墙，以以增强结结构抗扭扭刚度和和外筒的的整体抗抗弯能力力。标准准层结构构平面布布置见图图 2 。 33.1.2 体体型参数数 为保保证本工工程筒中中筒结构构的空间间受力性性能和承承载力，设设计中对对各项参参数在满满足建筑筑功能的的前提下下，尽量量控制在在合理范范围内。其其中：结结构平面面长宽比比 1.23 ，结构构高宽比比短向为为 3.9 、长长向为 3.22 ，内内筒高宽宽比长向向为 112.55 、短短向为 7.55 ，内内筒面积积占楼层层面积的的 166% 。外外筒柱距距 4.2m ，外筒筒标准层层立面开
10、开洞率为为 399% ，洞洞口高宽宽比 00.644 和层层高与柱柱距之比比 0.74 基本接接近。 3.11.3 主要结结构构件件 外筒筒柱在底底层为适适应建筑筑入口的的要求采采用 111000x11100mmm 方方柱，二二层至顶顶层则由由 14400xx8000mm 变至 14000x6600 扁柱。 内筒外外墙在底底部 5500mmm 厚厚，顶部部变为 4000mm 。内隔隔墙上下下均 3300mmm 。为为提高墙墙体的极极限承载载力和延延性，对对不小于于 4000mmm 厚的的剪力墙墙在每层层楼面处处均设置置高为 7000mm 暗梁。 外框筒筒梁在底底部层高高 4.8m 楼层截截面大
11、多多为 5500xx16000mmm , 层高 3.11m 标标准层截截面大多多为 5500xx13000mmm 。内内筒连梁梁在底部部截面大大多为墙墙厚 xx16000mmm , 标准层层截面大大多为墙墙厚 xx10000mmm 。 在南侧侧底层入入口及地地下车库库入口处处都需要要形成大大柱距空空间，因因此在该该部位底底层抽去去一根柱柱，在二二层设置置高度为为一层的的转换梁梁。在出出屋面塔塔楼和中中部层高高较大的的设备层层调整梁梁高度，以以减小层层刚度的的突变。 混凝土土强度等等级从底底部的 C600 逐渐渐过度到到 388 层的的 C335 ，旋旋转餐厅厅以上为为 C440 。 3.22
12、楼盖盖选型 该工程程内外筒筒轴线跨跨度 112m ，楼盖盖的选型型对使用用功能、结结构合理理性、经经济性影影响较大大，为此此做了多多种方案案的比较较： 11 、内内外筒间间加柱，减减小楼盖盖跨度，采采用普通通钢筋混混凝土梁梁板体系系。该方方案工艺艺简单，自自重轻，经经济指标标好，设设计、施施工方便便，但建建筑使用用功能较较差，目目前国内内的筒中中筒和框框筒结构构中较少少采用。 2 、内内外筒间间在柱轴轴线上采采用间距距 4.2m 的预应应力梁，梁梁间楼板板由于跨跨度小，可可用普通通钢筋混混凝土板板。该方方案楼盖盖自重轻轻，经济济指标较较好，但但梁高对对楼层净净空有影影响，要要求较大大层高。 3
13、 、内内外筒间间不设梁梁，采用用“环形形”预应应力混凝凝土平板板。该方方案结构构高度最最小，净净空大，在在建筑总总高不变变的情况况下，楼楼层数和和建筑面面积最多多，板底底平整美美观，利利于管道道通行，模模板体系系也简单单，但楼楼盖自重重大，内内力复杂杂，楼盖盖经济指指标不理理想。 由于业业主要求求在建筑筑总高限限定的情情况下有有尽可能能多的层层数，经经过多方方案比较较，在 1 层层、 110339 层层办公和和客房部部分的楼楼盖采用用预应力力混凝土土平板结结构（上上述第三三种方案案），板板厚 2270mmm ；在 229 层公共共用房部部分因为为要和一一期工程程连通，层层高较大大，采用用预应力
14、力梁、普普通钢筋筋混凝土土板结构构（上述述第二种种方案），梁梁截面为为 4000x6650mmm 。 3.33 结构构计算与与分析 3.33.1 结构计计算 11 、采采用 PPKPMM 系列列软件中中的 SSATWWE 和和 TAAT 进进行了对对比分析析计算，由由于结构构较规则则，两者者的总体体计算结结果接近近。但 SATTWE 和 TTAT 的剪力力墙计算算模型不不同，墙墙体的局局部内力力和配筋筋有些差差异，施施工图设设计中，采采用了更更符合实实际情况况的 SSATWWE 墙墙元模型型的计算算结果。以以下是考考虑平扭扭藕连作作用的主主要分析析结果。 1) 空间振振型的周周期： T1=2.
15、441 (Y 方方向平动动系数 1.00 ) ； TT2=22.100 （ X 向向平动系系数 11.0 ）； T3=1.004 （扭扭转系数数 1.0 ）。 2) X 方方向地震震作用时时：最大大层间位位移角 1/223288 ；底底层剪重重比 22.855% 。 3) Y 方方向地震震作用时时：最大大层间位位移角 1/117600 ；底底层剪重重比 22.744% 。 4) 楼层最最大层间间位移与与楼层平平均层间间位移的的比值均均在 11.055 之内内。 22 、进进行了多多遇地震震作用下下的弹性性时程分分析补充充计算，选选用甘肃肃省地震震局提供供的二组组实测波波和一组组场地模模拟波，地地震加速速度时程程曲线的的最大值值为 770cmm/s 2 。计计算结果果显示时时程分析析所得的的各项结结果的平平均值，均均小于考考虑耦连连影响的的 CQQC 法法的计算算结果。 3.33.2 计算结结果分析析 1 、由以以上计算算结果可可看出，结结构的周周期和位位移均在在合理范范围内，但但结构底底层剪重重比较小小，这主主要是结结构本身身的长周周期动力力特性和和振型分分解反应应谱法的的特点所所决定，对对地震作作用的估估计可能能偏低。如如果仍通通过加大大构件尺尺寸来增增大刚度度，提
