日报社“报业大厦”结构设计与分析

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某日报社“报业大厦”结构设计与分析
1.工程概况
本工程位于江西省某市红谷滩新区,是由办公主楼,商业楼,印务中心组成的大型综合性建筑。项目总用地面积20000㎡,总建筑面积为5万平米,地上建筑面积4.2万平方米,地下建筑面积8千平方米。其中办公主楼28层(含屋面以上3层高峰论坛),建筑总高度119米;商业楼5层;地下一层车库;印务中心3层。高层办公主楼与多层楼之间设置120mm 防震缝,印务中心与主楼之间用18米跨度的雨棚相连,从而达到一个浑然一体的建筑效果。
本工程最大的亮点就是弧形的立面造型,远处看此建筑就像大海中的一艘帆船。弧形结构与透明玻璃幕墙的围合,每层形成一个三面通透的办公空间,实现了美观与实用的和谐统一。“某报业大厦”钢结构造型工程主要由四根立起的圆弧钢柱组成。圆弧钢柱平面之间由H 型钢、圆管、方管作为系杆组成一个平面整体。圆弧钢柱与预埋件的连接是由H型钢组成拉杆并使力系闭合(行成1个三角型)。钢结构的圆弧造型总外弧长为141.745米。造型宽为21.4米。桁架底端支撑在(标高18.65米)混凝土的立柱外边和混凝土大梁外边的预埋件(承载面向外伸出0.7米)的承载面上,另一端安装在(标高98.65米)的屋面上并从向屋面北进23.35米。钢结构圆弧造型的外弧边(标高65.8米)与混凝土框架结构的垂直面的距离为
9.54米。圆弧钢箱柱构件最高为点为125米。建筑效果图、建筑立面图见(图1~图2)。
图1 建筑效果图图2 建筑立面图
2. 地基和基础设计
工程场地地处扬子准台地,赣江断裂带,原为赣江的故河漫滩。经钻孔揭露,该场地岩土层自上而下分别为:耕土、粉质粘土、淤泥质粘土、细砂、中砂、粗砂、砾砂、强风化泥质砂岩、中风化泥质砂岩(软层)、中风化泥质砂岩。地下水静止水位一般在地表下2.2~2.5米。地下水的年变化幅度约为1.0~1.8米。赣江最高水位一般出现在7~8月份,历史最高水位为22.53米,最低水位为13.11米(黄海高程)。根据水样水质分析试验数据表明,该场地地下水对混凝土具弱的腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱的腐蚀性。
抗震设防烈度为6度,设计基本加速度值0.05g,实际结构计算采用0.1g,第一组。地震特征周期值为0.35S,场地类别II类。
本工程采用泥浆护壁钻孔灌注桩,以中风化泥质砂岩为桩端持力层。中风化泥质砂岩的饱和单轴抗压强度标准值f rc=8.27(MPa),根据岩石坚硬程度划分,属于软质岩岩,可以采用扩底技术,扩大头直径取为桩径的两倍。基础采用桩—承台基础,一柱一桩设计。采用的桩径分别为Ø600mm、Ø800mm
、Ø1000mm、Ø1500mm、Ø1700mm、Ø1800mm,Ø1900mm。桩径Ø1900mm,扩大头Ø3800mm,其单桩竖向承载力特征值为19450KN。核心筒下布置桩,桩径分别为Ø1500 mm、Ø1700mm。扩底钻孔灌注桩具有良好的经济性,与不扩底的灌注桩相比造价降低1/3左右。
3. 结构设计
3.1 地下室设计
地下室顶、底板采用混凝土梁板式结构,底板厚度350mm,400mm。由于地下室结构超长,以沉降后浇带与伸缩后浇带对地下室进行分割,后浇带间距30米左右。沉降后浇带是在主体结构封顶后才能封闭,伸缩后浇带在60天以后方能闭合。本工程地下室的投影面积远大于地面结构的投影面积,所以地下室要做抗浮设计。采用抗拔桩与地下室底板上覆土相结合的设计。核心筒下承台厚度为2000mm。由于核心筒承台上电梯基坑和集水坑较多,故采用整体下沉式做法,做到构造简单、施工快捷。核心筒承台剖面图详见(图3)。
图3 核心筒下承台剖面
3.2 结构单元规则性
在初步设计阶段,办公主楼与商业楼是连为一体的,中间不设缝。经过“江西省抗震设防审查专家委
遥控机器人员会”对初步设计的专项审查后得出结论,本工程办公楼为超限高层。原因如下,由于高层塔楼偏置与楼一边,所以结构存在三项不规则:○1扭转不规则,扭转位移比大于1.2;○2楼板不连续,由于楼部分楼层开大洞,所以有效宽度小于50%;○3尺寸突变,缩进大于25%。基于上述原因,施工图设计阶段把办公主楼与商业楼之间在±0.00以上完全脱开,之间设置120mm防震缝,各自形成独立的结构单元,这样的结构设计更加合理,明确就,而且不会是超限高层结构。
3.3 结构方案和选型
办公主楼采用现浇混凝土框架-核心筒结构,与弧形钢柱相连的两根框架柱采用局部钢骨结构,其他框架柱以及核心筒采用现浇混凝土结构。楼与印务中心均采用框架结构。主体结构楼盖采用现浇混凝土梁板式体系;突出的弧形部分,楼盖采用压型钢板-混凝土组合楼盖体系。16层结构平面见(图4)。
图4 16层结构平面图
主楼弧形部分采用钢结构,而没有采用混凝土结构,钢结构的优点是:○1重量轻,可有效减小结构自重;○2可增加结构延性,避免增大结构刚度;○3施工简便快捷,工厂加工好构件后,现场进行拼装与吊装。
3.4 结构构件布置
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主楼采用垂直通道形成的筒体构成相对集中的核心筒剪力墙作为结构的主要抗侧力构
件,外框架由混凝土框架柱和框架梁构成。两个方向柱距均为9米,核心筒与外框架柱间的中距为8.6米。核心筒的高宽比约为10,均满足《高层建筑混凝土结构技术规程》(以下简称《高规》)的有关要求。核心筒外壁厚度,4层以下厚度均为400mm,5层~屋顶为300mm,内壁厚度均为200mm。电梯井筒隔墙厚度均为160mm。核心筒与主要梁、板、柱的混凝土强度等级见(表2)
半球型摄像机>陶瓷压机主楼楼板采用混凝土现浇板,厚度均为100mm,五层和屋顶120mm。钢结构平台部分楼板采用压型钢板-混凝土组合楼盖体系,压型钢板采用镀铝锌钢楼承板采用BD40,板宽555,波高40mm,板厚0.91mm。组合楼板厚度100mm,钢楼承板仅作为模板使用,可不做防火层保护,比做组合楼板使用经济。
某报业大厦钢结构弧形造型,主受力构件是四根变截面弧形钢柱组成。其中两根弧形钢柱下端生根在五层的混凝土边框柱上,另外两根弧形钢柱下端生根在五层的混凝土边框梁上,五层的混凝土边框梁上的截面为600X1500mm。四根弧形钢柱的上端支撑在屋顶的混凝土边框柱和混凝土边框梁上,屋顶的混凝土边框梁的截面700X1000mm。
主楼6~9层、11~14层、16~19层、21~25层均在弧形钢柱与主体结构之间设置上人的钢平台,以作办公之用。16层钢平台的出挑跨度最大,达到12米以上。四根弧形钢柱在119米的标高处与屋顶上的四
根斜钢柱相交,从而在屋顶形成一个闭合三角形。弧形钢柱以及水平钢梁的截面尺寸见(表1)。
led台灯转轴表2 弧形钢柱、钢梁截面
表1 主要混凝土强度等级
办公主楼4~9 C30 C25 C40 C40
10~15 C30 C25 C35 C35
16及以上C30 C25 C30 C30
中间两根弧形钢柱下端,生根在五层的混凝土边框柱上,柱中预埋型钢埋件;两侧两根弧形钢柱下端生根在五层的混凝土边框梁上。弧形钢柱的上端支撑在屋顶的混凝土边框柱和混凝土边框梁上,节点详见(图5~图6)。
图5 弧形钢柱生根示意图6 弧形钢柱屋顶支撑示意
图7 STAAD三维计算模型图8 钢架正立面支座节点图
3.5 结构计算及分析
本工程采用中国建筑科学研究院PKPK工程部编制的PKPM系列软件SATWE进行整体计算,并采用REI公司钢结构通用计算软件STAAD/CHINA进行钢结构部分的补充计算。STAAD三维计算模型见(图7),钢结构正立面支座节点图见(图8)。

本文发布于:2024-09-26 03:20:18,感谢您对本站的认可!

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