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高层建筑钢筋混凝土结构概念设计指南

【摘要】:图10-34 香港和合中心梁柱截面核心筒由3层圆环形井筒及10道放射形内墙组成。还估算了在4年重现期风作用的涡流共振作用下,屋顶标高处的横向位移为50~120mm,加速度为0.012~0.03g。在2年重现期风作用的阵风作用下最大加速度为0.016g。

1.概况

建成于1980年,地上65层,地下1层,标准层层高3.35m,总高216m。该建筑建于一个坡度很大的山坡上,较低一侧的地面与正门入口的地面高差达17层楼,照片和结构平面、剖面见图10-33。9层以下为商店、餐厅、工作用车辆停车等公用面积,9~15层为停车场,16层、17层为餐厅,18层以上有41层办公面积,60~62层为观光及旋转餐厅。

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图10-33 香港和合中心

a)照片 b)标准层平面 c)剖面

2.结构

该建筑为钢筋混凝土圆形筒中筒结构。

外筒由48根柱组成,柱间距为3m,柱截面底部为矩形,上部为T形,翼缘靠内侧,柱尺寸为1.45m×1.22m,在6层、18层、30层及39层处变截面,窗裙梁高1676mm,梁宽与柱的翼缘厚度相同,与矩形柱相连时,梁高减至686mm,见图10-34。底部几层的外框筒有一些变化,有一些柱子取消,改用实心墙。

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图10-34 香港和合中心梁柱截面(尺寸mm)

核心筒由3层圆环形井筒及10道放射形内墙组成。外环剪力墙底部厚度由762mm减至顶部203mm;两道内环墙厚度由基础顶面的305mm减至178mm;8道辐射形墙厚152mm,最核心内部的2道墙厚由229mm减至178mm。

内、外筒之间净距离12.3m,辐射形布置的48根梁截面高686mm、宽229mm,17层以下楼板厚127mm,18层以上楼板厚100mm,3层楼板加厚到457mm,它将剪力直接传至基础。

柱、墙、梁的混凝土强度为40MPa,楼板的混凝土强度为30MPa。

基础为圆环形条形基础,直接落在风化的花岗岩上,开挖斜坡形成高低不同的两个主要平台,在岩石边坡中打入300根应力锚杆以稳定有裂缝的岩石。核心筒为3个环形基础,基础深2.44m,外圈基础宽3.05m,两个内圈基础宽1.22m;部分框架柱落在高台上的条形基础上,另一部分在低台上,柱条形基础为2.13m宽,1.83m深。

3.自振特性

建筑物的基本自振周期是3.7s。

4.分析

按抗风设计,采用50年重现期,按规范规定的静力荷载计算,考虑动力效应增大,用2%阻尼比计算得到阵风效应系数1.8~2.1,最后算得顶点位移为150mm。还估算了在4年重现期风作用的涡流共振作用下,屋顶标高处的横向位移为50~120mm,加速度为0.012~0.03g。在2年重现期风作用的阵风作用下最大加速度为0.016g

对温度效应进行了研究,设计的环境温度采用:最高38℃,最低7℃,室内温度18℃,采用中等风蚀混凝土面层表面吸收系数0.8。柱在58层的轴向收缩值12mm,膨胀值为18mm,使内、外筒之间的楼板和梁产生变形,但转动不大。由向阳及背阴产生的总弯曲,使水平位移变化20mm,在任意两根相临柱子之间有局部轴向变形差0.9mm。

在风荷载作用下,采用内、外两个悬臂协同工作的计算模型,得到内、外筒弯矩分配比例是0.67∶0.33,整体变形具有反弯形曲线。又用有限元方法分析了杆件截面应力。