北京天亚花园高层建筑概念设计-结构与图解

2023-08-23 理论教育版权反馈

【摘要】：图10-10 北京天亚花园a）照片图10-10 北京天亚花园（续）b）标准层 c）框支层平面图10-10 北京天亚花园（续）d）剖面转换层与设备层结合，采用箱形结构转换，框支梁高度与层高相同，截面尺寸为4230mm×800mm，转换梁上开洞较多，在洞口上、下及洞边都配置钢骨，见图10-11b。

1.概况

北京天亚花园为高级商住公寓楼，地上30层，地下4层，总高度为95.65m，2003年建成。地下4层及地上1层为车库及商业用房，地上2、3层为办公用房，地上4层为设备层及转换层，以上均为公寓建筑，21层以上取消中间部分，形成东、西两个塔楼直到30层。由于多功能要求，本工程的体型不规则，是一个在8度抗震设防地区的钢筋混凝土复杂结构。照片和平面、剖面见图10-10，由北京市建筑设计研究院设计。

2.结构

采用钢筋混凝土底部大空间剪力墙结构。4层以下有部分框支柱，第4层为转换层，上部为双塔楼剪力墙结构。

由结构平面图可见，除了部分楼电梯间的剪力墙可以直通到基础外，大部分剪力墙在4层中断，设计时要求将转换层上一层和其下一层的剪切刚度比调整为1.0，因此在4层以下又新增加了一些剪力墙和电梯井筒。

框支柱的直径很大，为2200mm和2000mm，且采用钢骨加强，成为钢骨混凝土柱，见图10-11a，轴压比控制在0.6以下，钢骨含钢率4%，钢筋配筋率为1.6%。

图10-10 北京天亚花园（北京建筑设计研究院提供）

a）照片

图10-10 北京天亚花园（北京建筑设计研究院提供）（续）

b）标准层 c）框支层平面

图10-10 北京天亚花园（北京建筑设计研究院提供）（续）

d）剖面

转换层与设备层结合，采用箱形结构转换，框支梁高度与层高相同，截面尺寸为4230mm×800mm，转换梁上开洞较多，在洞口上、下及洞边都配置钢骨，见图10-11b。转换层上下楼板厚度分别为300mm和250mm。

根据计算，转换层上部5层、6层、7层为薄弱层，因此适当增加墙厚度及配筋。中部落地剪力墙间距28.8m，上部楼层重量落在6根框支柱上，设计时验算了转换层楼板平面内的抗剪能力。在21层处刚度突变，因此21～23层楼板双层配筋。

图10-11 天亚花园框支柱和框支梁

a）框支柱截面 b）框支梁

3.自振特性

根据计算，T₁=1.44s，T₂=1.38s，T₃=1.25s，T₃是以扭转为主的周期。

4.分析

设计时采用弹性分析，按照我国规范规定进行计算，基底剪力和重量的比值为5.04%（x向），5.24%（y向），地震作用下层间位移角分布见图10-12a，最大层间位移为1/1737（x向，29层）和1/1177（y向，21层）。由分析结果可见，无论从周期、基底剪力，还是从层间位移角的数值看，本结构刚度均偏大。

图1O-12 弹塑性时程分析层间位移角包络图

a）设计地震作用层间位移角 b）EI CentrO波层剪力包络图 c）EI CentrO波层间位移角包络图

对开洞的转换大梁进行了平面有限元分析，发现洞边应力集中严重，在洞口下700mm高的梁内承受较大拉力，因此转换梁的洞口上、下和洞边配置了型钢。

本工程还进行了弹塑性静力推覆分析和弹塑性时程分析。

弹塑性静力推覆分析由小水平荷载开始，一直推到顶点位移达到1/100时，相应的框支层的层间位移角只有1/3327～1/1622（x向），1/3061～1/1673（y向），而且框支层构件都处于弹性，转换层以上位移突然增大，部分结构构件已屈服，5～7层相对薄弱。

弹塑性动力分析选用了3条地震波和一条人工波，加速度峰值取0.4g，计算得到的框支层层间位移角最大值是1/3750～1/2550（x向），1/2988～1/2039（y向），数值较小，框支层结构仍然处于弹性阶段，转换层以上5～7层层间位移角为1/591～1/218（x向）1/477～1/196（y向），未超过倒塌的层间位移角限制值，图10-12b、c给出了El Centro波作用下的层剪力和层间位移角包络图。

从弹塑性分析结果可见，由于该工程处于8度抗震设防区，框支层在大震作用下仍然处于弹性阶段，有利于结构的安全，但是从总体看，结构刚度太大，加大了地震作用内力在高位转换的结构中是否一定要把构件的屈服部位移到转换层以上，是一个值得进一步研究的问题（见第9章9.3节讨论）。

北京天亚花园高层建筑概念设计-结构与图解

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