1、第3 6 卷增刊建筑结构2 0 0 6 年6 月 云南汇都国际C 栋结构设计 王华林李宁陈 星 ( 广东省建筑设计研究院广州5 1 0 0 1 0 ) 提要】介绍了超限高层建筑云南汇都国际C 栋的结构布置、计算分析与设计，着重介绍了型钢混凝土组合 结构在工程中的运用。对地处抗震设防烈度为8 度的超限高层建筑，在结构布置、分析计算和构造措施等各方 面采取了有效的处理，对型钢混凝土结构转换层进行了有效设计，特别是节点的处理。并简单介绍了根据昆明 市地基的特殊性而采用的基础方案。其中宽扁柱及剪力墙内置型钢的节点做法，可供该类建筑的结构设计参 考。 关键词 桩筏结构布置结构转换型钢混凝土斜撑节点设计构造措旌 S t r u c t u r a lD e s i 窖no fY o n n a nH u i d uI n t e r n a t i o n a lE n 舀n c e r l n g W a n gH u a l i n ，L iN i n g ，C h e nX i n g ( G u a n g d o n g A r c h i t e c t u r eD e s i g
2、na n dR e s e a r c hI n s t i t u t e ，G u a n g z h o u5 1 0 0 1 0 ，C h i n a ) A b s t r a c t ：Y u n n a nH u i d ui n t e r n a t i o n a lE n g i n e e r i n gi sas u p e rh i g hr i s eb u i l d i n g T h es t r u c t u r ea r r a r t g e m e n t ，c a l e u l a t i n s e dd e s i g n i n t r o d u c e dT h es h a p es t e e lR es y B t e mi sa d o p t e dS o m em e a s e r e so fc o n s t r u c t u r eH r ep r e s e n t e d T h e t r a n s f e r r i n gl a y e ra n dj o i n td e s i g na
3、m # y e n T h em e t h o d st h a tt h ef l a tc o l u m na n ds h a p es t e e lp u ti nt h es h e a rw a l lc a n b er e f e r r e di ns i m i l a re n g i n e e r i n g s K e y w o r d s ：p i l ea n dr a f t ；t r a n s f e r r i n gl a y e r ；s h a p es t e e lR C ；j o i n td e s i g nd e t a i l s l 工程概况 云南汇都国际位于昆明市市中心，东风路以南，自 塔路以东，金唐巷以北。根据城市总体规划要求，云南 汇都国际将建成为一个立足大西南、面向东南亚的大 型综合多功能的城市中心商业综合体。汇都园际分 A ，B ，C 三栋，建筑设两层地下室，地下层2 为六级人防 地下室平时为停车库；地下层1 为地下超市。首层至 层5 为大型商场，A 座层6 为矿产品交易大厅，B 座层 6 为屋顶花园，C
4、座层6 为会所及局部景观平台，A ，B 座层7 以上均为办公区，C 座层7 以上为住宅区。 建筑包括三栋高层建筑，A 座1 6 层，高6 2 4 m ；B 座I I 层，高4 5 4 m ，C 座2 9 层，高9 5 6 m 。5 层裙房相 连，总建筑面积约1 8 万n 1 2 。地下室层高为3 9 ，5 4 m ； 首层层高5 8 m ，标准层层高为4 8 ，4 3 ( 商场) ，3 4 ( 办公) ，2 9 m ( 住宅) 局部层4 9 m ( 转换层) 。工程 0 0 0 0 为昆明市城市高程18 9 2 ，3 0 m 。 2 地基基础 云南地质工程勘察设计研究院的云南忙都国际 ( A ，B ，c 栋) 高层建筑楼岩土工程勘察报告提供的地 基土层7 0 m 深度范围内均未见岩层，土层基本为粉 土、粉质粘土、粘土等，摩阻力特征值为2 0 3 5 k P a ，端 阻力特征值为13 0 0 18 0 0 k P a ；液化等级为轻微中 等。鉴于昆明地基土层的特殊性，基础形式采用由桩 基础主要承受上部结构传来的荷载，剪力墙较集中的 2 1 3 8 田t 层7 结椅平茵i 布置幽 地方采
5、用局部大承台，筏板厚度为14 0 0r n m ，形成桩筏 基础，由筏板调整底板沉降。现阶段沉降均匀，施工到 层1 5 整体沉降约1 0 r a m 。 3 结构布置及计算 昆明市抗震设防烈度为8 度，根据勘察报告以及 云南省地震工程研究院单位提供的汇都国际( A ，B ，c 栋) 高层建筑工程场地设计地震动参数研究撮告，该 场地为中软士，建筑场地类别为类。多遇地震水平 地震影响系数最大值d 为0 1 2 5 ，特征周期r 。为 0 5 5 ；罕遇地震水平地震影响系数最大值n 为 0 7 2 8 ，特征周期L 为0 6 0 。基本风压为0 3 5 k N m 2 ， 地面租糙类别为C 类，基本雪压为0 3 0k N m 。 工程地震作用和抗震措施均按8 度抗震设防烈度 要求设计。工程建筑结构的安全等级为二级，结构重 要性系数7 。= 1 0 。框支剪力墙结构中的框支框架的 抗震等级为特一级，框架的抗震等级为一级，底部加强 部位剪力墙的抗震等级为特一级，非底部加强部位剪 力墙的抗震等级为一级。 初步设计时，C 座首层至层6 建筑功能为商场，层 7 1 9 建筑功能为办公区，层2 0 以上
6、建筑功能为公寓， 拟采用钢筋混凝上框架一剪力墙结构。施工图阶段，建筑 功能作r 重大涧整，层7 以上全部改为住宅，建筑高度 也由原来的8 8 1 0 m 提高到9 5 6 0 m 。为满足上部住宅的 使用要求，结构在层7 设转换层( 见图1 ) ，结构采用型钢 圈3 转换层以下墙典型截面配筋示意图 混凝土框架一剪力墙结构。结合型钢混凝土的混凝土等 级和计算要求，墙柱混凝士等级分别为C 5 0 。C 3 5 。 和部分框架粱，以及层6 7 间设置的斜撑，以及局部 工程为超限高层建筑，存在高位转换、平面和竖向 跨度较大的粱。墙柱内型钢采用焊接工字钢，或者能 不规则、多塔楼共三项超限类型。结构布置方面主要 和粱截面内型钢较好连接的焊接异型截面，以确保粱 采取了以下措施：1 ) 转换层尽量采用墙柱一一转换； 柱的刚性连接；粱内型钢采用工字钢或者n 型钢。截 2 ) 在转换层受力较大处采用斜撑，并通过加设斜撑，提 面较大的型钢钢板厚度为2 0 3 0 m m , 较小的采用1 4 高转换层刚度，斜撑采用型钢混凝土制作；3 ) 采用局部 1 1 8 m m , 钢材为Q 3 4 5 。转换层各柱、
7、墙、粱典型配筋 提前转换，在建筑允许的前提下，将部分剪力墙在转换 截面如图2 - 4o 磁4 匦蕈画 阿2转换层以下柱典型截面配舫示意图 型钢混凝t 构件主要设置在以下部位：转换层( 层 7 ) 以下的柱、框支柱和剪力墙，层7 9 的剪力墙( 层 l O 以上竖向构件为混凝土剪力墙) ；层6 7 的转换梁 计算程序采用了S A r W ! E 和P M S A P 进行不同情况下 的整体计算，型钢在整体计算中考虑。计算分双塔、单塔 与刚性楼板、弹性楼板等不同情况进行。振型数取3 6 个， 质量参与系数均大于。运用F E Q 对部分框支框架进 行了补充分析。另外，还采用P M S A P 对结构进行了弹 性动力时程分析，选用的三组波为：天然波E L C 一3 ， O L Y l 3 及人工波M M W - 3 。在刚性楼板假定下S A T W E 的计算结果如表1 。计算参数的选取均按规范要求， 从计算结果可以看出各控制参数均满足规范要求。 设置斜撑的部位，采用A N S Y S 进行补充计算。具 体模型( 图4 ，截取转换层下两层及转换层上一层，荷 载从S A T W E 中提取各工况
8、下的荷载施加到模型中。 2 一】3 9 画： !E5l5口口 一 二 搬蠹l !厘气 抗采部贴、夕n“帽卅u 层且上吲 。F口UU压篡一翥 m 贯搂形 俅什娃 一 燃箧一 |一一一蓟 雕摊懔刀慷。璃酬谢i圳谰垫 麒射挪觏靴虻辐盆邓1|圭 一冲混坶上 簧，一耋一=i1一|一一一国 计算了四种工况：1 ) 12 重+ 1 3 平+ 0 5 蛏；2 ) 1 2 重 + 1 3 平+ 1 4 风；3 ) 1 2 重+ 1 3 平+ 05 竖+ 14 风；4 ) 1 2 重+ 13 竖。 S A T W E 剐性楼板计算结果襄1 计算情况 双塔 单塔 r I 1 9 318 7 n1 9 0 18 2 r ， 18 3 1 5 l L 1 7 5o6 0 B 15 I 05 7 R I4 304 9 r s 0 7 8O8 1 方向 风 1 54 9 l】76 5 01 54 6 l1 77 6 7 地震 l 9 8 9l 9 8 91 9 8 2l 9 4 6 + 5 罐l 8 7 4 l 9 2 l l 8 6 5 l l0 1 6 一5 震 I 9 7 91 9 7 01 9 8 51 8
9、 8 5 s 底剪力( k N )5 23 1 8 5 4 1 6 0 4 19 7 9 3 79 8 7 匿力矩( k Nm )2 2 2 9 5 2 22 2 l7 0 2l3 1 22 2 512 1 8 0 1 7 往：带者为扭转刷期。 从整体计算结果可知，采用的结构布置较合理，结 构整体动力特性能满足各项规范指标和概念设计的要 求。从A N S Y S 补充计算结果可以得出最大应力点均 在型钢截面内，与预期应力分布相符，且不超过材料允 许应力( 图4 ) 、， 2 1 4 0 ( a ) 竖向和X 向柬平荷载作用下 h ) 烃向和Y 向水平荷载作用下 围4 转换层V o n M i s e s 应力图 4 节点设计 梁柱节点核心区是结构受力的关键部位，设计时保 证传力明确、安全可靠、施工方便等几个原则。整个丁 程中复杂程度最高的节点大样在转换层，最复杂的节点 包括了四个方向的型钢粱和上下层型钢柱的连接。 为确保梁内型钢与墙柱内型钢的连接能满足刚接 要求，墙内型钢截面为工字形截面时，型钢主轴方向垂 直于墙长方向，柱内型钢截面选取时，尽可能满足有一 胜的主轴方向平行梁轴线方向( 图2 ) ，并加强节点区 箍筋。 根据规范，粱柱节点均采用柱型钢贯通型，加劲肋 采用水平加劲板式。除单型钢柱与工字钢型钢梁柱节 点按照该原则进行节点设计外，还专门针对型钢混凝 土剪力墙和截面高度较大的柱设计了一种既满足刚节 点要求又容易施工的联舍节点形式，即对剪力墙、柱内 两个型钢采用上下两个小型型钢对齐型钢粱上下翼缘 焊接，传递弯矩，两个小型型锕之间形成空隙，方便钢 筋的绑扎，也方便混凝土的浇捣，切实做到强节点，满 足节点刚接的要求。例如，柱K Z Z 3 与D 型型钢混凝 土粱的连接大样，如图5 所示。根据现场施工情况，该 节点形式取得了良好效果。 5 构造措施 由于结构超限，采取了比规范要求更严的构造措 施，主要表现在以下几个方面： ( 1 ，首层结构板采用3 0 0 r a m 厚度的板，双层双向 配置板钢筋，加强地下室的嵌固作用。 ( 2
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