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第一篇 超限高层建筑工程(初步设计)
第二篇 中航投资大厦结构初步设计咨询意见
第三篇 结构超限设计可行性论证报告1 工程概况 中航投资大厦位于朝阳区崔各庄乡大望京村、望京 2 号地中的 626-1 地块；东北紧邻大望京公园及五环路，南至大望京街，西北至地铁 15 号线及规划望京新干道，西南至规划望京 2 号路。 总建筑面积为 13.648 万 m2，地上 43 层，建筑面积约为 9.148 万 m2，其中商业裙房 1.15万 m 2 ，塔楼办公 7.998 万 m2 ；地下五层，建筑面积约 4.5 万 m2，为建筑高度 220m 的超高层 5A 甲级写字楼。B1 为商业、设备用房，层高 6m；B2、B3 为车库、设备用房，层高分别为 3.85m、3.65m；B4、B5 为车库、局部 6 级战时人防物资库、人员掩蔽所，层高分别为 3.7m。F1~F4 为写字楼配套商业裙房，层高 5.5m；F5~F13 为低区办公，F13 层高 4.5m、其他层层高 4.2m；F14 为避难层 1，层高 8.0m 沿外框架设置环臂桁架，层间标高 4.5m 处设置楼面梁；F15~F28 为中区办公，F15 层高 5.5m、其他层层高 4.5m；F29 为避难层 2，层高 8.0m 沿外框架设置环臂桁架，层间标高 4.5m 处设置楼面梁；F30~F43 为高区办公，F30、F43 层高 5.5m，其他层层高 4.5m；局部出屋面两层设备层，层高 4.5m。室内外高差150mm，结构地上总高度 205.25m，屋面至 220m 为建筑装饰刚架。 ±0.000 相当于总图中绝对标高 35.80m。
图 1-1 结构楼层示意图
第 3 章 结构中震、大震等效弹性分析报告1 中、大震计算 为考察中震、大震作用下，结构各个构件保持弹性和不屈服的可能性，采用符合规范 的中震、大震反应谱进行了考虑连梁刚度折减的等效弹性反应谱分析。分析的主要目的是 确定中震下可能出现的“可修”的破坏位置、大震下结构可能“倒塌”的部位，同时考察可能 的塑性发展水平。这个分析的主要目的是确保在中震、大震下底部加强区和加强层区域的 剪力墙、框架柱及环臂桁架的性能化设计目标。应当说明的是由于其本质是一种近似弹性 分析不考虑构件屈服引起的内力减少和能量吸收，因此是偏于保守的。
第 4 章 罕遇地震下结构动力弹塑性时程分析
第 5 章 针对超限结构采取的结构加强措施本工程位于高烈度 8 度区，场地类别为不利于抗震的Ⅲ类场地，同时又是平面、竖向不规则的复杂超高层结构。需要通过抗震性能化设计及抗震措施增强结构抗震承载力，增加结构冗余度，提高结构的抗震能力和抗倒塌能力。故下面针对本复杂超限结构，采取的结构加强措施如下： 1.结构抗震布置方面的措施 a）结构体系采用框架核心筒混合结构，在确定核心筒塔楼布置时尽量增加核心筒外围刚度，增大结构本身扭转刚度，抗倾覆能力，同时平面布置沿两个主轴方向双向布置，两个方向的侧向刚度较接近且沿竖向连续布置，避免刚度突变。 b）为提高框架作为二道防线的作用，真正形成双重抗侧力体系的设计概念，与建筑协调争取最大数量的框架柱，满足框架承担最大地震剪力大于基底剪力的 10%。同时在角部设置两根角柱，避免设置单角柱在罕遇地震下由于剪力滞后效应而内力过大。 c）裙房部分为了使整体质心和刚心尽量接近，在裙房的四周适当布置一定剪力墙，一方面增加结构的抗扭转刚度，减小了结构的扭转反应，另一方面增加裙房的抗震能力，在罕遇地震作用下塔楼和裙房连接部位破坏后，裙房本身仍具备二道防线抗侧力的能力。 d）为提高最主要的抗侧力构件核心筒体在地震作用下的延性，在核心筒开大洞口附近、四角部位置全楼通高设置钢骨暗柱，钢骨沿剪力墙全高设置栓钉。同时在主要墙体大洞口连梁内设置钢骨，以提高连梁的延性及耗能能力，满足强剪弱弯的抗震概念要求。防止在罕遇地震作用下连梁发生脆性破坏导致核心筒刚度退化严重，内力重分布对框架部分剪力分配过大。 e）剪力墙超过 8m 设置结构洞口，利用连梁延性耗能，防止墙体过长损伤集中，同时保证核心筒角部小墙肢截面突出墙面长度不小于 500mm 和一个墙厚。 f）塔楼部分楼板拟采用钢筋桁架楼承板，在钢梁上均设置抗剪栓钉，充分发挥混凝土受压钢梁受拉的共同作用，保证地震作用下的水平力传递。 g）尽量优化构件截面，减轻结构自重。 2.结构抗震构造措施 a）为保证大底盘与塔楼整体作用，裙房屋面板及相邻下一层楼板适当加厚到 150mm，配置双向双层钢筋网，配筋率不小于 0.25%。 b）底部加强区考虑裙房向上沿一层取地上 5 层，底部加强部位的核心筒墙体外围所有拉力均由钢骨承担，同时为提高整体的弯剪耗能能力，以实现中震下抗剪、拉压弯不屈服，底部加强部位的水平和竖向分布钢筋最小配筋率取为 1.0%，拉应力较大区域剪力墙水平和竖向分布钢筋最小配筋率取为 0.6%，其它一般部位水平和竖向分布钢筋最小配筋率为0.35%. c）核心筒墙体的约束边缘构件外墙四角通高设置，其它剪力墙在轴压比大于 0.25 时设置约束边缘构件（25 层以下），加强层及其相邻层设置约束边缘构件。约束边缘构件的纵向最小构造配筋率为 1.4%，配箍特征值增大 20%，构造边缘构件配筋率不应小于 1.2%。 d）严格控制满足嵌固端在±0.000 的条件，考虑地下室相关范围内的地下一层剪切刚度为地上一层 2 倍以上，地下一层层间侧向刚度为地上一层 1.5 倍以上。室内外高差通过加设梁板侧腋（侧腋倾斜角度取 45°）来保证水平剪力的传递。±0.000 楼板厚 250mm，板钢筋双层双向贯通布置，楼板的最小配筋率为 0.25%。 e）塔楼部分小震考虑 0.20Q0 和 1.5Vmax 较小值调整后的框架梁应力比控制在 0.9 以下，考虑 0.20Q0 和 1.5Vmax 较大值调整后的框架柱的应力比控制在 0.85 以下。加强层环臂桁架上下弦根据中震计算控制应力比在 0.9 以下，环臂桁架腹杆控制应力比在 0.8 以下，小震计算剪力墙轴压比控制在 0.5 以内。 f）加强层相邻楼板、塔楼首层顶大洞、裙房细脖连接部位楼板设计，具体参见中震弹性设计。其它 15 层、30 层、42 层顶开大洞处楼板厚度 130，配置双向双层钢筋网，配筋率不小于 0.25%。除注明外所有楼层核心筒内楼板要加厚到 130mm，配置双向双层钢筋网，配筋率不小于 0.25%。 g) 裙房部分剪力墙轴压比控制在 0.5 以内，框架柱轴压比控制在 0.75 以内。 3.结构其它措施 a）施工模拟计算中 13 层与 14-1、14-2 层为一个施工次序, 28 层与 29-1、29-2 层为一 个施工次序，保证与实际结构环臂桁架上、下弦受力一致，施工次序即为最后施工中的拆 模次序。 b）地上 5 层以上所有楼面钢梁与框架柱或剪力墙刚性连接时，施工次序先连接腹板做成铰接，待本避难区段施工完成后连接翼缘形成刚接。 c）组合梁首先保证承载力和正常使用下满足要求，挠度考虑预起拱的贡献，同时要确保施工阶段安全，水平方向组合梁跨度大于 8m 时施工中设置临时或者长期水平系杆保证整体稳定，竖向挠度要满足施工阶段要求。 d）裙房与塔楼连接关键部位设置为钢骨梁，提高抗震承载能力。裙房中斜柱设计也考虑设置钢骨提高延性，斜柱连接框架梁内设置钢骨抵抗斜柱水平分向拉力。 e）钢管混凝土柱与钢框架梁刚接时，柱内部设置与梁上下翼缘位置对应的加劲肋，为了保证框架梁端剪力能够可靠传递给钢管内混凝土，在钢管壁的内侧设置抗剪连接件。同时在柱内预留孔保证混凝土顺利浇注。 f）钢管混凝土柱与混凝土框架梁的连接构造应同时满足管外剪力传递及弯矩的传递要求，为加强底部加强区连接构造可靠性在混凝土框架梁内设置钢骨形成钢骨梁。 g）在地下室钢管混凝土设计时，考虑施工连接方便把 Ф1200X35 钢管混凝土外包200mm 混凝土形成 Ф1600 的钢骨混凝土。
第 6 章 结论综上所述，本工程虽然属于超限高层建筑，但是结构布置规则，并在设计中采用概念设计方法，根据抗震原则及建筑特点，首先对整体结构体系及布置进行仔细的考虑并作优化，使之具有良好的结构性能。在抗震设计中，除保证结构在小震下完全处于弹性阶段外，还补充了主要构件在中震、大震下表现的性能要求，再采取多种计算程序进行了弹性、弹塑性的计算，计算结果表明，多项指标均表现得较为良好,基本满足规范的有关要求，使不规则程度得到基本有效控制。同时又通过概念设计及各阶段的计算程序分析结果，对关键和重要构件作了适当加强，在构造措施方面亦相应作了处理。因此可以认为，本工程除能够满足竖向荷载和风荷载作用下的有关指标外，亦满足小震不坏，中震下主要构件不屈服、震后可以修复，大震不倒塌的抗震设防目标，结构可行并且是安全的。 |
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