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【精品案例】苏州新闻大厦圆形高层建筑结构设计

倾刃楼主
1楼2017-03-2413:20

苏报集团总部大楼、园区月亮湾商务核心区重要地标——苏州新闻大厦于2013年5月19日大楼奠基,2014年6月5日主体建筑土建开工,2014年7月23日完成底板施工,作为月亮湾商务核心区目前为止唯一的圆形高层建筑,其塔楼地面部分施工将采用新型的整体提升式脚手架,以确保安全,预计将于2017年下半年竣工。




1 工程概况
苏州新闻大厦总投资超10亿元,总建筑面积约13.96万m2,由37层塔楼(另有2层停机坪)、5层裙房及3层地下室组成。其中地上部分的塔楼投影呈圆形,直径约为60m,高度为159.45m;裙房高度为20.85m。地下室3层,可停放车辆约550辆,与轨道交通2号线无缝对接。塔楼与裙房在地面以上自然分离,在地面以下全分布并外扩有纯地下室部分。塔楼采用框架-核心筒结构,框架柱与内筒之间距离约为15m(>12m),内筒与外框架柱之间未设内柱;裙房与塔楼在2层和4层之间采用可滑动的钢连廊连接。苏州新闻大厦建筑效果图如图1所示。

图1 建筑效果图

平面图和剖面图分别如图2,3所示。

图2 建筑平面图

图3 建筑剖面图

2 结构体系
采用框架-核心筒结构体系,塔楼平面中间为核心筒,外围框架柱环绕核心筒一圈布置。核心筒采用钢筋混凝土结构形式,平面尺寸为21m×21.7m,高宽比为7.59(<12),满足高规限值要求。12层楼面以下采用型钢混凝土柱,12层楼面以上为钢筋混凝土柱。核心筒标准层平面布置见图4,塔楼构件截面如表1所示。

图4 塔楼标准层平面布置图

塔楼构件截面 表1

构件
截面尺寸
型钢截面尺寸

外框架
型钢混凝土柱
1500×1800~1500×1600
H1400×400×35×35~
H710×300×35×35

钢筋混凝土柱
1500×1600~1000×1000

钢筋混凝土梁
700×850

核心筒
钢筋混凝土梁
400×800

剪力墙
厚度400~600



3 计算分析
3.1 弹性分析
采用SATWE软件进行弹性计算,并以此作为设计依据,同时采用ETABS软件进行验算,计算结果作为参考。两种软件计算结果接近,从侧面反映出结构建模与分析的正确性。计算结果表明,结构的主振型以平动为主,周期比、层间位移角、剪重比、位移比、刚度比、受剪承载力比、刚重比均满足高规的限值要求,表明结构体系是合理的。

3.2 楼盖舒适度分析
塔楼楼盖为典型大跨度普通肋梁楼盖,框架梁沿径向最大跨度为15m,超过高规限值12m,且未设置内柱,框架梁及次梁单向布置,为控制净高,高度均为800mm,钢筋混凝土楼板厚度为120mm;楼盖最大振动是与结构自振频率有关的频繁的步行力引起的共振。采用MIDAS/Gen7.95软件对塔楼楼盖建立有限元模型并进行分析。

基于步行频率分布在1.6~2.5Hz范围内,可以得到激励节点和响应节点的位置,步距为0.75m,楼板布置及步行荷载分布见图5(取单人行走,质量取70kg)。

图5 楼板布置及步行荷载分布图

采用动力时程分析方法计算楼板振动峰值加速度,采用IABSE工程协会提供的参数,步行荷载频率为2.0Hz。楼板的最小自振频率为7.386Hz,满足高规大于3Hz的要求。典型楼盖前3阶竖向振型图如图6所示。

图6 典型楼盖前3阶竖向振型图

步行荷载下楼板峰值加速度满足高规对于竖向加速度不大于0.05m/s2的要求。综上所述,楼盖竖向自振频率及加速度峰值均满足高规要求。

4 超限分析
塔楼结构总高度为159.45m,超出高规规定的A级高度150m的限值,但未超出B级高度限值,属于高度超限。塔楼最大位移比大于1.2,但小于1.4(表2),属于扭转不规则结构;局部楼层楼板开洞面积大于楼板面积的30%;此外,局部楼层(2,4,26,29层)存在穿层柱。因此本工程超限情况有:1)高度超限;2)扭转不规则;3)楼板不连续;4)局部楼层存在穿层柱。

5 超限设计措施
根据结构超限情况及计算结构,结构设计主要考虑措施有:1)按抗规及高规控制各项设计指标,对结构制定抗震性能目标;2)底部加强区剪力墙及框架柱配筋按照一级抗震等级控制配筋率,加强角部墙体及结构底部轴压比接近限值的外围框架柱的配筋设计;3)底层穿层柱按长柱计算,满足抗规及高规对长细比的要求,并按非穿层住复核抗剪承载力,穿层柱配筋取穿层处上下楼层配筋的较大值,且其箍筋全高加密;4)对塔楼进行动力弹塑性分析,验算大震下的抗震性能。

现场照片:

现场施工远景(来源:苏州日报社)

塔楼底板钢筋现场施工(作者郭一峰提供)

基坑围护(作者郭一峰提供)
2 23
  • hicat 3楼
    高大上啊,谢谢分享
    2017-3-25 21:36
  • qkbzrc 4楼
    路过,表示支持
    2017-3-26 09:56
  • 旧故 5楼
    厉害了我的哥
    2017-3-27 11:01
  • wangdingcheng 6楼
    谢谢楼主分享
    2017-3-27 20:05
  • 加倍努力 7楼
    很好的建筑案例,学习了。
    2017-3-27 21:20
  • hemin163 8楼
    谢谢楼主分享。
    2017-3-28 07:48
  • luochongchong 9楼
    感谢楼主分享
    2017-3-28 08:55
  • l-mingyun2914874 10楼
    不错的资料
    2017-3-29 09:03
  • whcaop7 11楼
    谢谢楼主分享
    2017-3-29 10:40

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