復(fù)雜超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新與實(shí)踐二

復(fù)雜超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新與實(shí)踐

中南建筑設(shè)計(jì)院股份有限公司

2013年李霆武漢保利文化廣場1、工程概況主樓46層，大屋面標(biāo)高209.9m；副樓20層，屋面標(biāo)高101.0m；主副樓在16~20層通過鋼結(jié)構(gòu)連接為一個(gè)整體，連接體跨度為42.5m，立面呈“h”型。武漢保利廣場是由兩棟高度不同的塔體組成的大跨連體復(fù)雜高層建筑,總建筑面積為14.4萬m2。1、工程概況二~八層建筑平面圖1、工程概況九層建筑平面圖1、工程概況十~十五層建筑平面圖1、工程概況十六~二十層建筑平面圖1、工程概況二十九層建筑平面圖建筑剖面圖2、基礎(chǔ)與地下室設(shè)計(jì)基礎(chǔ)平面布置圖2、基礎(chǔ)與地下室設(shè)計(jì)2、基礎(chǔ)與地下室設(shè)計(jì)2、基礎(chǔ)與地下室設(shè)計(jì)地下室“隔水-排水”抗浮設(shè)計(jì)3、上部結(jié)構(gòu)體系本工程地下4層，地上分為主樓、副樓及裙樓，主樓和副樓在1~8層與裙樓連接為一個(gè)整體。該工程建筑抗震設(shè)防類別為乙類，抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g，場地類別為II類。二~八層平面主樓、副樓均采用“圓鋼管混凝土柱+H型鋼梁或鋼桁架+鋼筋混凝土核心筒”混合結(jié)構(gòu)體系。上部結(jié)構(gòu)九層平面3、上部結(jié)構(gòu)體系十層平面3、上部結(jié)構(gòu)體系兩塔樓核心筒偏置一側(cè)，為減小扭轉(zhuǎn)，在主副樓南北兩側(cè)設(shè)置密柱，加強(qiáng)框架梁，形成較大剛度框架，提高結(jié)構(gòu)整體扭轉(zhuǎn)剛度。

副樓主樓十一~十五層平面3、上部結(jié)構(gòu)體系副樓連接體主樓3、上部卡結(jié)構(gòu)體赴系十六~二十案一層平秋面二十獲二層~四十六層平面主樓3、上潔部結(jié)登構(gòu)體日系結(jié)構(gòu)三維模型3、上喇部結(jié)笑構(gòu)體萌系3、上部信結(jié)構(gòu)體承系3、上伸部結(jié)拾構(gòu)體樂系3、上部叛結(jié)構(gòu)體香系4、大跨鑒減震連免接體設(shè)級計(jì)主樓與蜜副樓在16~20層通過良鋼結(jié)構(gòu)霜連體相辰連，采夠用剛接推方式，融主副樓數(shù)之間的孩相互約貪束作用留增大了玻結(jié)構(gòu)自宅身的抗展扭扭轉(zhuǎn)銷。連接體對采用“2榀主撫桁架+次桁架揭轉(zhuǎn)換”的布馳置方案默。沿42其.5炮m跨度體方向提的連戀接體攏外側(cè)臣邊設(shè)哲置兩脖榀主桁架，與主修、副樓保結(jié)構(gòu)剛咬接。4、大跨秤減震連抄接體設(shè)莖計(jì)在15層設(shè)筑置與敢主桁遲架正情交的四榀浩次桁腥架，兩學(xué)端與本主鋼壩桁架孫剛接淺；主拾桁架裳弦桿捆及斜薄撐均跌延伸妄至主什、副回樓盡悅端或健與筒擾體相崖連。4、大跨程減震連斤接體設(shè)倡計(jì)4、大揀跨減忽震連預(yù)接體屢設(shè)計(jì)4、大桶跨減惑震連后接體畢設(shè)計(jì)5、典型近節(jié)點(diǎn)設(shè)績計(jì)5、典型鋼節(jié)點(diǎn)設(shè)帝計(jì)5、典型吃節(jié)點(diǎn)設(shè)版計(jì)5、典編型節(jié)懇點(diǎn)設(shè)辟計(jì)城市況大客傾廳屋價(jià)蓋滑抵動(dòng)支梨座構(gòu)漢造6、單層忠雙向索賓網(wǎng)玻璃飄幕墻6、單共層雙麗向索俗網(wǎng)玻洪璃幕隙墻主體結(jié)藥構(gòu)抗震注性能目羽標(biāo)7、混延合減船震設(shè)夾計(jì)7、混合笑減震設(shè)壟計(jì)兩棟提塔樓劉核心獵筒嚴(yán)猶重偏鈴置，扭轉(zhuǎn)較躲嚴(yán)重；兩棟塔恨樓高度懇、質(zhì)量遵相差很迫大，且聽連接體似與高塔喜的一端表端部（釘而非中偶部）相塊連，屬嚴(yán)重狡不對千稱連膜體高過層；連接導(dǎo)體跨爽度大，達(dá)42抱.5礎(chǔ)m，共有眨五層，結(jié)構(gòu)奇質(zhì)量維大。主體押結(jié)構(gòu)好特點(diǎn)哭及減側(cè)震措怕施主體蜓結(jié)構(gòu)段的特乎點(diǎn)導(dǎo)處致結(jié)河構(gòu)扭壤轉(zhuǎn)耦店連振拆動(dòng)較鬼復(fù)雜波。為唇減小家及控雄制主服體結(jié)吳構(gòu)的塔扭轉(zhuǎn)韻，除必在塔額樓長叔向兩破端加吉密框沾架柱錢外，苗還設(shè)滑置了很一批非線起性粘適滯阻鍬尼器。7、混象合減降震設(shè)恐計(jì)主體結(jié)缸構(gòu)特點(diǎn)灑及減震壟措施阻尼器的設(shè)計(jì)參數(shù)見下表。阻尼器相對速度與阻尼力關(guān)系通過計(jì)算得到粘滯阻尼器在大震下對結(jié)構(gòu)的附加阻尼比在4%左右。粘滯阻幼尼器連蹄接節(jié)點(diǎn)7、混紛合減的震設(shè)腔計(jì)阻尼器滿布置示鉛意圖7、混合勺減震設(shè)朗計(jì)通過計(jì)揉算分析掌發(fā)現(xiàn)，排連接體井主桁架筑的平面內(nèi)刪剛度對整體吵結(jié)構(gòu)的狗動(dòng)力特隙性有顯禾著影響石。將主告桁架中滾間跨作刪為調(diào)整五段，對妹該段范離圍不設(shè)哈支撐或茶設(shè)支撐的，以及帝采用不魂同剛度伙支撐的飛情況進(jìn)返行彈性街分析。7、混合藝減震設(shè)宣計(jì)連接體中段不設(shè)支撐時(shí)整體扭轉(zhuǎn)相對較小，而設(shè)置較強(qiáng)支撐時(shí)整體的扭轉(zhuǎn)會(huì)相對較大。故可通過減小連接體中段的剛度來控制整體的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。同時(shí)在壯中、大童震計(jì)算桿分析表理明下，珍若連體泊結(jié)構(gòu)在瞎中部能灘上下錯(cuò)址動(dòng)，將攪顯著減輸小主體刪結(jié)構(gòu)的胸扭轉(zhuǎn)。7、混合斯減震設(shè)少計(jì)為實(shí)現(xiàn)宗上述目答的，連蜻接體主舒桁架中迷間跨腹餅桿采用屈曲互約束微支撐（BR蛇B），BRB在正常咬使用及桂小震下惱不屈服史，以保乘證正常追使用階社段的結(jié)現(xiàn)構(gòu)剛度挺，在中但、大震泡作用下睡，BR味B屈服耗枯能，連覽接體在跪中部可挎上下錯(cuò)抽動(dòng)，以有減小主隔體結(jié)構(gòu)話扭轉(zhuǎn)，湖并耗能貸保護(hù)連射體構(gòu)件謹(jǐn)。BR窗B設(shè)計(jì)參陸數(shù)及布曲置位置墻。7、混合龍減震設(shè)嬸計(jì)屈曲約隙束支撐車連接節(jié)愚點(diǎn)7、混合街減震設(shè)享計(jì)屈曲葛約束翻支撐煉布置也示意誕圖7、混快合減哲震設(shè)煌計(jì)7、混摸合減發(fā)震設(shè)永計(jì)某屈曲裙約束支京撐桿件醒和與其依相鄰的皇柱以及歐連體桁奪架某根聞斜撐的觀耗能滯杯回曲線誼對比如靠下圖所表示，BR段B的耗能袋能力遠(yuǎn)渠遠(yuǎn)高于做其他構(gòu)原件。屈曲約束支撐與其他桿件耗能對比非線性彼粘滯阻漠尼器（速度縫相關(guān)型壯阻尼器勞）與屈曲株約束壘支撐BR嫁B（位移肝相關(guān)性冷阻尼器個(gè)）混合掘應(yīng)用，液形成混合減情震體系，以肚實(shí)現(xiàn)撇減小犯及控胳制主唱體結(jié)甩構(gòu)在易中、離大震私作用確下扭笑轉(zhuǎn)的聾目的魚。7、混賠合減碎震設(shè)笛計(jì)混合完減震普體系次的構(gòu)拐成整體結(jié)老構(gòu)計(jì)算褲分析結(jié)查果采用AN晶SY滿S進(jìn)行動(dòng)力軟彈塑勢性分隨析，對加阻鋒尼器和不加癢阻尼牛器的結(jié)菜構(gòu)進(jìn)萍行了逗對比彩，以柳了解峽阻尼恒器對酬結(jié)構(gòu)喊減震惱效果項(xiàng)。在桐罕遇絡(luò)地震赤激勵(lì)仰下的感對比崇如下本圖表亞所示望。7、混合仙減震設(shè)角計(jì)設(shè)置阻瘋尼器之務(wù)后結(jié)構(gòu)的臂地震反碎應(yīng)明顯權(quán)降低，鉗其中，駝加阻尼怠器后結(jié)脹構(gòu)Y方向最徑大加速海度反應(yīng)偏降低了36.嗎4%；結(jié)瞇構(gòu)最計(jì)大位邀移減欺小了11缸.9于%；層亞間位謎移角價(jià)減小東了約10程%。各層選位移蘿包絡(luò)祥圖層間位筋移角包臣絡(luò)圖7、混合瞧減震設(shè)柴計(jì)重點(diǎn)部澤位結(jié)構(gòu)撤計(jì)算分態(tài)析結(jié)果對于連體煤桁架疾鋼結(jié)印構(gòu)，進(jìn)行談了設(shè)置BR永B和不儉設(shè)置BRB的對比慣分析。書不設(shè)置BRB時(shí)，賭兩榀弱鋼結(jié)史構(gòu)主純桁架搞有少裝部分催桿件盜發(fā)生擊屈服別，其兔余大喬部分邊桿件鼓尚處濫于彈菊性。在連接子體中部嚼設(shè)置BRB后，BR素B首先辣發(fā)生鼠屈服樓，進(jìn)喊入塑瞎性狀狹態(tài)，須其附趙近的估桿件衣應(yīng)力災(zāi)有一幅定的稼降低鬼。7、混混合減挪震設(shè)妖計(jì)連體主限桁架典伯型時(shí)刻子應(yīng)力云靠圖結(jié)構(gòu)模賺型振動(dòng)答臺(tái)試驗(yàn)本次其模型獨(dú)試驗(yàn)庭的模但擬重哥點(diǎn)在俘保證類結(jié)構(gòu)窗剛度國相似捉，并侄兼顧濫強(qiáng)度槍相似屑?？脊趹]振話動(dòng)臺(tái)否的承欣載能晶力、律結(jié)構(gòu)張重量談等因盜素，苦確定流模型窮與原島型的疫相似文關(guān)系添見下妻表。原結(jié)廊構(gòu)設(shè)練計(jì)的個(gè)阻尼佳器在輕單層饑間布秋置，角但由請于阻重尼器鎮(zhèn)最小盞加工絕尺寸眠的限在制，撈無法奶在縮蓮尺模觸型的筆單層哀間安煌裝阻澇尼器絡(luò)，因芝此采介取了蹤蝶跨層衛(wèi)布置私的方合法。叫保證訪阻尼喇的相聯(lián)似比瀉關(guān)系椅。7、混合萬減震設(shè)誤計(jì)試驗(yàn)淡按照悅小震陣、中在震、騰大震馳的順桌序加照載。鼻輸入先的地賀震波賊同彈陣塑性怒動(dòng)力鐮分析仇用地柿震波蛛，分狠別進(jìn)紀(jì)行X向、Y向的娛單向慈輸入呼，再嘗進(jìn)行X+Y雙向季輸入譯。每桶個(gè)工冶況又雄分為對安裝美阻尼外器（鵲有控匠）和榜不安堤裝阻猛尼器嚴(yán)（無洽控）鳥兩種征情況另。阻尼屋器布憐置側(cè)貿(mào)立面便示意桿圖制作完挽成后的搶型試驗(yàn)蹦模7、混合存減震設(shè)姿計(jì)結(jié)構(gòu)街模型津振動(dòng)綿臺(tái)試怠驗(yàn)在小震上和中震受下，結(jié)歐構(gòu)未發(fā)譜現(xiàn)開裂旅破壞現(xiàn)認(rèn)象，可麗認(rèn)為結(jié)豎構(gòu)仍處凍于彈性攻狀態(tài)。旦在大震狼后出現(xiàn)洗裂縫，音主要出得現(xiàn)在主抄樓筒體蝦連梁端真部，層久數(shù)集中呆在25~39層之且間，看可見暗上部某結(jié)構(gòu)彼比較民薄弱,但整楊體結(jié)遣構(gòu)仍舌保持仗良好囑的整假體性殖。較之不告安裝阻礦尼器，咽安裝阻荷尼器后割結(jié)構(gòu)柱助應(yīng)變減稈小10仗.6醉%~13更.6源%，底裂部剪通力墻棄應(yīng)變棒減小14息.6筋%~16.冠8%，主樓愉水平位緩移最大裙值減小11講.3客%，副樓盒水平位佛移最大百值減小8%。7、混合雜減震設(shè)挽計(jì)8、樓板袖應(yīng)力分耗析9、結(jié)論本工程命塔樓核生心筒嚴(yán)是重偏置徒，剛心煩與質(zhì)心辣偏差較庫大；兩奏棟塔樓岸高度與釀質(zhì)量差劣異較大肝等特點(diǎn)輸導(dǎo)致結(jié)但構(gòu)振動(dòng)嫁非常復(fù)醒雜，扭攀轉(zhuǎn)振動(dòng)贊較大。尚為此本援工程選鏟用了延輩性較好源的圓鋼場管混凝沃土柱，籠并在長弦向兩端算加密柱綁距以減傍小扭轉(zhuǎn)專；同時(shí)姥設(shè)置了非線戲性粘批滯阻糟尼器和屈曲貴約束駛支撐霸（BR碧B），通鳴過混合減馬震控制哀結(jié)構(gòu)鈔扭轉(zhuǎn)理振動(dòng)遇。在連純體主殃桁架象中部疲斜腹嗎桿采牧用屈曲約鈔束支撐碎（BRB）可以始既可槐保證刮正常扛使用歉下的失剛度羞，便對于整慮體提婦升，壘又可素使在脊中、亡大震凝下連登體中狂部上集、下的錯(cuò)動(dòng)霧耗能罰，減支小主弱體結(jié)榮構(gòu)的執(zhí)扭轉(zhuǎn)欺，并逮保護(hù)曉連接潤體其音他構(gòu)距件，食起到婆“保坊險(xiǎn)絲紗”的節(jié)作用刑。9、結(jié)論動(dòng)力彈巨塑性時(shí)言程分析叫結(jié)果及蒸振動(dòng)臺(tái)摧模型對否比試驗(yàn)宇表明，混合減客震可以景發(fā)揮瓦其耗煉能減插震作循用，腦在降若低結(jié)批構(gòu)位躲移、胳改善村構(gòu)件荷受力濟(jì)狀況壺、提青高結(jié)起構(gòu)整脾體抗秩震性菠能以兩及降濾低非屈結(jié)構(gòu)逐構(gòu)件唉的地陽震反瞇應(yīng)等論方面級都可迅發(fā)揮概有效腔作用僵，減順震效困果明垮顯。合肥濱護(hù)湖時(shí)代逆廣場56工程概栽況1.結(jié)構(gòu)旺設(shè)配計(jì)57辦公樓住層建筑四及結(jié)構(gòu)邪布置圖1.結(jié)冰構(gòu)兄設(shè)盒計(jì)58酒店層洋建筑及西結(jié)構(gòu)布猾置圖1.結(jié)豆構(gòu)喊設(shè)辮計(jì)59空中佳花園儀層建敗筑及聯(lián)結(jié)構(gòu)雷布置郊圖1.結(jié)構(gòu)趣設(shè)伐計(jì)60上部屢結(jié)構(gòu)潮的解菌決方被案1.結(jié)構(gòu)耀設(shè)欄計(jì)611.結(jié)構(gòu)痕設(shè)草計(jì)62采用攏一般?？蚣堋诵膸ね?，只下部惠有較課多樓宰層扭榜轉(zhuǎn)位瞎移比霜超過1.延4。采用求巨型浮框架+框架-核心筒體后，結(jié)且構(gòu)的各揪層扭轉(zhuǎn)津位移比參均滿足宴規(guī)范要盞求。采用死巨型壤框架+框架-核心茂筒后池，結(jié)構(gòu)未霞出現(xiàn)兩漿肢的局室部振型掀。1.結(jié)搭構(gòu)宋設(shè)啞計(jì)631.結(jié)構(gòu)叔設(shè)篇計(jì)641.結(jié)構(gòu)頃設(shè)隊(duì)計(jì)樓面梁險(xiǎn)支承于蟻“連梁取”設(shè)計(jì)651.結(jié)構(gòu)皇設(shè)卡計(jì)地震錦作用坊及參嶼數(shù)選句用661.結(jié)構(gòu)勺設(shè)鑄計(jì)地震波絡(luò)選用及枯時(shí)程分憂析671.結(jié)煤構(gòu)轎設(shè)稀計(jì)④2層中風(fēng)搏化砂質(zhì)弄泥巖：fa=8鼓00核kP隙a，壓縮劍性微小絡(luò)。④1層強(qiáng)風(fēng)抵化砂質(zhì)省泥巖：fak=3尿80川kP果a，Es殃=2歡0.瞎0M晌Pa；③層粉歉土夾粉型質(zhì)粘土鄰：fak=3熊00蘆kP扎a，Es雀=1長5.繞0M弟Pa；土層伐分布681.結(jié)構(gòu)澇設(shè)債計(jì)C1棟樁然基布賢置樁長41米，跳最大銅樁身適直徑3.7米，最建大擴(kuò)底妨直徑5.包3米。69結(jié)構(gòu)撿超限源內(nèi)容1.結(jié)構(gòu)鄰設(shè)葉計(jì)70結(jié)構(gòu)抗務(wù)震性能究目標(biāo)2.抗震性疊能化分接析——性能垂目標(biāo)71有效勺質(zhì)量虛系數(shù)虹及基鑼底地乳震作弊用效出應(yīng)2.抗震性斗能化分助析——靜力杏彈性險(xiǎn)分析72周期床與振喂型2.抗震碼性能騾化分粉析——靜力合彈性畏分析73結(jié)構(gòu)冤扭轉(zhuǎn)產(chǎn)位移悲比2.抗震喊性能睛化分底析——靜力彈代性分析74框架聲及剪謝力墻陷的剪噴力分椅擔(dān)百控分比2.抗震注性能通化分慮析——靜力脈彈性振分析75層間庫位移魄角比頓較2.抗震姥性能身化分側(cè)析——靜力趣彈性吸分析76剪重比患統(tǒng)計(jì)2.抗震含性能顏化分旬析——靜力彈蘇性分析77層剪力網(wǎng)比較2.抗震性巨能化分邁析——彈性誦時(shí)程螺分析78層間倒位移萌角比健較2.抗震轎性能賣化分堤析——彈性時(shí)拌程分析79樓梯性肢能目標(biāo)2.抗震性戚能化分置析——等效誘彈性莊分析伴（中/大震易不屈恥服設(shè)鑒計(jì)）80中震作襲用下受媽拉墻肢要驗(yàn)算2.抗震性務(wù)能化分蒼析——等效彈援性分析乒（中/大震不耳屈服設(shè)膠計(jì)）81大震孝作用臉下墻害肢截耕面驗(yàn)妖算2.抗震估性能貪化分廚析——等效容彈性扣分析賠（中/大震不使屈服設(shè)鳴計(jì)）82整體