图10-20 广州天王中心大厦渲染图图10-21 广州天王中心大厦基础平面2.结构主楼及副楼均采用钢筋混凝土巨型框架结构体系。表10-4 广州天王中心主楼结构弹性计算结果Y方向的最大层间位移角出现在34层屋面以上的悬臂部分，与鞭梢效应有关，设计时采取构造措施，以加强悬臂部分的延性。......
2023-08-23
华润中心超限结构设计成果
【摘要】：2.结构设计与研究地面以上设置一道抗震缝，分成南北两部分，南部为单独裙房，北部为2幢高层建筑加裙房的大底盘双塔建筑，见图10-63。
1.概况
合肥华润中心总建筑面积约为5.5万m2，包括一座东塔楼（1号楼）、一座西塔楼（2号楼）和大片商业裙房。1号楼高250m，幕墙顶高283.3m，地面以上共55层；2号楼高178.6m，幕墙顶高216.0m，地面以上43层；商业裙房高36.3m，地上6层；扩大地下室3层，长278m，宽206m，埋深约15.4m。建筑设计为美国RTKL建筑师，结构设计为中建国际设计顾问有限公司。
工程设计基准期50年，使用年限50年，抗震设防烈度为7度，设防类别为乙类。场地类别为Ⅱ类。
2.结构设计与研究
地面以上设置一道抗震缝，分成南北两部分，南部为单独裙房，北部为2幢高层建筑加裙房的大底盘双塔建筑，见图10-63。
图10-63 建筑平面与结构示意图
a）建筑平面 b）北部大底盘双塔模型
1号楼和2号楼的结构平面见图10-64。两个高层建筑均采用钢筋混凝土框架—核心筒结构。1号楼外框架3～21层是钢骨混凝土柱，柱截面尺寸为1500mm×1500mm～1400mm×1400mm，混凝土强度等级为C70，含钢率7.7%，38层、39层有跨层长柱，也采用型钢加强，含钢率为4%，22层以上其他楼层都是钢筋混凝土柱。2号楼外框架3～8层采用钢骨混凝土柱，截面尺寸为1400mm×1400mm，混凝土强度等级为C60，含钢率6.7%，9层以上采用钢筋混凝土柱。在超高层建筑结构中，底部采用钢骨混凝土柱不仅提高了外框架的承载力、刚度和延性，还有效地减小了柱截面，增大了使用空间。
本工程设计过程中研究的重点问题有：结构分缝、双塔大底盘与单塔的分析比较、裙房对剪力分配的影响、跨层柱的分析、核心筒中有部分柱时采取的设计措施等。
结构设计计算考虑了两种计算模型，一是将两个单塔分别独立计算，二是双塔和大底盘进行整体计算，见图10-63b，计算结果列于表10-9。
图10-64 结构平面图
a）1号楼结构平面 b）2号楼结构平面
表10-9 单塔与双塔大底盘模型的计算比较
由表10-9所列数据的比较可见，裙房对结构抗侧刚度有影响，双塔大底盘模型计算的周期较短、层间位移也较小。值得注意的是，1号楼在单塔计算模型中，第1振型是X向，而在双塔大底盘模型中，第1振型为Y向，原因是大底盘与1号楼的连接主要在X方向，大底盘增加了X方向的刚度，使X方向振型周期减低较多。此外，大底盘对风荷载作用的侧移影响较大，而在地震作用下大底盘对侧移的影响较小，原因是大底盘增大了结构刚度，地震作用相应增大，侧移也相应增大，与单塔计算模型得到的侧移接近。
图10-65是1号楼在地震作用下的层剪力沿高度分布，无论是X方向，还是Y方向，双塔大底盘计算模型得到的层剪力都比单塔模型得到的层剪力大，但是Y方向的增大较小；此外，由双塔大底盘模型分析结果可见，在裙房顶部层剪力突变，因为有部分剪力传递到裙房结构中，减少了塔楼的层剪力，同样，Y方向的突变较小；上述结果都与1号楼与大底盘主要在X方向相连有关，大底盘对1号楼Y方向的影响较小。由于剪力传递，楼板承受了较大剪力，所以采用设防烈度地震作用计算所得的传递剪力设计裙房与塔楼连接处的钢筋混凝土楼板。
图10-65 1号楼单塔和双塔大底盘计算模型的楼层剪力比较
a）X方向 b）Y方向
在1号楼的38层、39层（标高184.5m～198.5m）设酒店大堂，核心筒到外框架之间没有楼板，形成2层高的跨层长柱，采用型钢加强，含钢率为4%，为此专门做了分析，考察长柱的屈曲模态，见图10-66。分析表明，长柱的屈曲迟于同层剪力墙墙肢的压曲，也迟于整体屈曲模态，证明不会因为长柱而造成薄弱层。
图10-66 跨层柱屈曲模态
1号楼37层处，核心筒南部的外墙（500mm厚）开洞很大，成为4根柱子，如图10-67所示，采取的措施是将柱子截面尺寸增大到1300mm×1300mm，并将柱子延伸到下一层，在36层、37层楼板处设置1300mm×800mm圈梁。通过墙柱相交部位的应力分析（有限元分析），发现柱根部有应力集中现象，但仍小于混凝土的受压强度，柱下墙体有明显的应力扩散，柱和墙体都不会出现破坏。
图10-67 1号楼墙转换柱结构
a）柱、圈梁设置 b）有限元分析
3.抗震性能分析
由于本工程为超限高层建筑（高度超限、多塔大底盘，楼板开洞及缺失、裙房超长），进行了抗震性能设计。选择1号楼的抗震性能目标是C级，2号楼的抗震性能目标是D级。表10-10列出了1号楼的抗震性能目标和性能水准。
表10-10 1号楼抗震性能目标及性能水准
在罕遇地震作用下进行了弹塑性动力分析，X方向最大层间位移角为1/152，Y方向最大层间位移角为1/132，均满足不大于1/100的要求。
核心筒底部小墙肢出现轻度受压屈服，其余墙肢均在弹性状态，除个别钢筋外，绝大部分钢筋拉应力小于屈服应力。在中上部楼层墙转换为柱的位置有钢筋受拉屈服，层高变化处钢筋受拉屈服；在墙转换柱位置有局部轻微剪切破坏现象，因此重又加强了该位置处的水平分布筋，其他地方未发现剪切破坏现象；在跨层柱以上两层，由于取消了型钢，部分框架柱进入塑性，因此又加强了该处配筋。大部分剪力墙连梁出现了程度不同的屈服，连梁形成塑性铰。
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