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华泰金融大厦超限高层结构设计(论文).pdf

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华 泰 金 融 大 厦 超 限 高 层 结 构 设 计 Structural Design of Hi 一rise Beyond Code Limits for Huatai Financial Building 顾 绍 义 ,朱宝麟 ,杨 晶 (上海建筑设计研究院有限公司,上海 200041) GUShao—yi,ZHUBao—lin,YANGJing (ShanghaiInstituteofArchitecturalDesignandResearchCo.Ltd.,Shanghai 200041,China) 【摘 要】华泰金融大厦属特别不规则的多项超限复杂高层结构,通过2种计算软件研究了该体系的结构受力特性,补充 弹性时程分析和静力弹塑性分析。对关键构件进行有限元分析,提出了相应的设计原则,并采取有效的加强措施,供类似 工程参考。 【Abstract]HuataiFinancialBuildingisaspecialirregularandcomplexhigh-risebeyondcodelimits.TwotypesofsoRwareareused in order to study the structure characteristics ofthis building.Elastic time—history analysis and static elastic-plastic analysis are also proceeded.ThekeycomponentsareanalyzedbyFEAsoftware.Thebasicdesigningprinciplesandreinforcingmeasuresarementioned byresearch.Itcanbeareferenceforsimilarprojccts. 【关键词】超限高层;静力弹塑性分析;悬挑结构;有限元分析 【Keywords】high—risebeyondcodelimits;staticelastic-plasticanalysis;cantileverstructure;finiteelementanalysis 【中图分类号】Tu241.8 【文献标志码】B 【文章编号】1007.9467(2017)1 1-0073.04 [DOI]10.13616~.cnki.gcjsysj.2017.1 1.017 1 项 目概 况 华泰金融大厦位于上海市,总建筑面积约 56 200 m2,包括 主楼和裙楼。主楼地上 l 1层 ,建筑高度约 50.0m;裙楼地上局 部 5层 ,建筑高度约 24.0m;局部 6层,建筑高度约 28:0m;地 下室共 3层,埋深 14.9m。建筑效果如图 1所示。 主体结构设计使用年限 50a,建筑结构的安全等级为二 级。工程抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为 7度 ,设计基 本地震加速度值为 0.10g,设计地震分组为第一组。场地类别 为上海Ⅳ类,特征周期 为 0.90s。地基基础设计等级为甲级。 【作者简介】顾绍义(1983 ),男,江苏扬州人,高级工程师,从事结 构工程设计与研究。 图 1建筑效果图 2 结 构 选 型 2.1 主体 结构 形式 本工程主楼和裙楼高度相差较大,2~7层通过连廊连 接 ,地上部分楼板大面积缺失。初始方案考虑将主楼和裙楼分 为两个独立单体设计 ,连廊两端设置盆式橡胶支座 ,与二者分 7 迁 】工程建设与设计 1 mtr∽£ H& cf 别弱连接 ,连接处设置抗震缝。主楼和裙楼均采用框架一剪力 墙结构,根据试算结果 ,主楼整体指标较易满足规范要求 ,但 裙楼因剪力墙偏置 ,位移比达到 1.7,超出规范要求;此外 ,盆 式橡胶支座底部需设置牛腿,影响建筑美观,且幕墙在抗震缝 处较难处理。综合以上因素,将主楼和裙楼连成一整体 ,作为 一 个结构体进行分析设计,仍采用框架一剪力墙结构。 因建筑效果要求,主楼屋面部分区域采用钢结构,故在 1 1 层楼面设置型钢混凝土梁用于连接转换 ,梁端设置型钢插入 下层混凝土柱中_l_。 裙楼 4~7层北侧存在大跨度悬挑梁 ,最大悬挑长度 为 6.4m,为控制竖向挠度 ,采用型钢混凝土梁 ,梁端与型钢混凝 上柱连接,梁型钢伸入相邻混凝土梁一跨。按荷载的准永久组 合以及考虑长期作用的影响进行计算 ,控制其计算值不超过 计算长度的 1/400。 2.2 地 下室 结 构形 式 本工程为大底盘地下室 ,且地上建筑物高低不一 ,主楼 、 裙楼及纯地下室之间的质量与刚度变化较大 ,为便于地下车 库的使用,地下室主楼和裙楼间最终不设沉降缝。通过在主楼 和裙楼之间设置沉降后浇带 ,以减小塔楼及裙房之间产生的 不均匀沉降产生的附加应力,并将沉降之差异值控制在允许 范围之内。 本丁程地下室 3层,局部地下 2层,为设备用房和地下车 库,采用现浇钢筋混凝土框架一剪力墙结构体系,楼面采用主 次梁楼板体系。 场地西侧邻近地铁 8号线“中华艺术宫站”,主体结构处 于地铁沿线保护 50m控制范围内。根据上海申通地铁集团有 限公司的审查意见 ,11层主楼 的承 压桩桩径一般不低 于 800mm,工程桩深度应达到稳定的 9层土,单桩桩顶的竖向 荷载不超过 300t。本工程采用筏板(承台)桩基础,并结合抗浮 计算的结果按需要设置抗拔桩。 3 超 限 判 定 本工程共有多项指标超限[2],属于特别不规则的超限复杂 高层结构。 3.1平面 规 则性 1)扭转规则性 :考虑偶然偏心,地震力作用下的楼层最大 7k平位移与平均位移比为 1.39,属于扭转不规则; 2)凹凸规则性 :6层平面凹进 54%,超 出规范为 30%的 74 限制; 3)扭楼板局部连续性:2层 、3层 、6层楼板有效宽度小于 40%。 3.2 竖 向规 则性 1)7层
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