超高层办公楼结构布置及斜柱设计分析.docx

摘要】杭州某办公楼建筑高度145m,结构高度130m, 结构存在斜柱等较多不规那么项，属于超限高层建筑结构采 用钢框架（矩形钢管混凝土柱）+钢筋混凝土核心筒结构体系 文章对结构采取合适的抗震性能目标，针对结构的斜柱超限 项，进行抗震性能化设计，并采取合理的措施对结构进行加 强结构合理、可靠，满足预期抗震性能目标关键词】钢管混凝土;斜柱;抗震性能化设计;超限高层 设计1工程概况本工程位于杭州市余杭区未来科技城，由2栋高层塔楼 组成，两塔楼标准层一致，仅下部裙房有差异，但体型基本 相似，本文以1#塔楼为例进行介绍1#塔楼功能为商务办公， 建筑高度145m,结构高度130m,地上建筑面积约7X104m3 地上29层以办公为主，地下3层地下室以车库为主，结构 模型及建筑效果图如图1所示1#楼建筑使用人数约6500 人，为标准设防类（丙类建筑），主楼结构平安等级为二级，结 构重要性系数为L 0o抗震设防烈度为6级，核心筒抗震等 级为二级，框架抗震等级为三级，场地类别为II类塔楼结 构嵌固端为地下室顶板地震作用及阻尼比见表1,本工程 基本风压选取50年重现期的风压值（0.45kN/m2）进行计算， 承载力计算时风荷载的增大系数取1.lo地面粗糙度类别为 C类。

2结构布置及特点结构体系采用钢框架一钢筋混凝土核心筒结构，采用钢 管混凝土柱，核心筒自下而上尺寸无突变结构竖向抗侧力 构件上、下连续贯通最大高宽比(按主要屋面标高130m计 算)为4.7,小于规范限值7;核心筒高宽比为12. 9,略大于 规范限值12结构总高度小于对应体系高度限值(200m)楼 盖采用钢梁+钢筋桁架楼承板体系裙房2层〜5层楼板中 部开大洞，其他层楼板均较为完整标准层结构长66. 6m, 宽28. 2m,长宽比拟大，长向迎风面较大，同时核心筒位置 偏离中心，平面较不规那么，塔楼模型位移比小于1.4,大于 1. 2o标准层平面布置如图2所示塔楼西侧6〜9层由于 建筑立面造型，需要通过斜柱转换3颗柱子，上有21层楼， 斜柱方案中斜柱采用矩形钢管混凝土柱，斜柱区域受力较复 杂结构存在斜柱等较多不规那么项，属于超限高层建筑[1], 综合考虑，抗震性能目标选用“C”，即多遇地震下结构到达 性能水准“1”的要求，设防烈度地震下到达性能水准“3” 的要求，预估罕遇地震下到达性能水准“4”的要求[2—4], 斜柱及相应拉梁定义为关键构件，对斜柱进行抗震性能化设 计3斜柱设置塔楼西侧见图3、图4,在6〜9层之间设置斜柱，斜率 约1：1. 7,上、下部楼层采用直柱。

斜柱采用钢管混凝土 柱，截面为800mm><800mm><30mm（内灌C60混凝土），钢 材为Q420C,与斜柱相连斜柱顶底楼拉梁为H650X400X60 X60,钢材为 Q420C4斜柱设计斜柱及拉梁为关键构件，对于斜柱的设计策略:⑴设计斜 柱及其顶底拉梁构件时，不考虑楼板的有利作用，保证斜柱 和拉梁在竖向荷载作用下满足承载力设计要求;同时验算中 震组合下斜柱及拉梁满足抗剪弹性，抗弯不屈服控制斜柱 和水平拉梁的利用率不超过0・8o同时拉梁伸至核心筒，核 心筒内设型钢，保证传力有效性2）斜柱顶底楼板设计，按 照弹性分析楼板应力水平进行设计并作构造上加强软件验 算结果见图5,从图中可以看到，斜柱及横梁在竖向荷载作 用及中震组合下利用率均小于0.8,能保证结构平安可靠 根据楼板有限元分析结果，对于斜柱区域楼板加强措施:楼板 厚度加至150mm厚，楼板配置双层双向钢筋 12@100mm, 该措施能保证楼板中震不屈服，斜柱上、下层结构楼板也适 当加强构造措施5结论（1）对该塔楼的工程概况、结构布置及相应特点进行了介 绍，本工程塔楼为超限高层2）结构存在斜柱等较多不规那么 项，抗震性能目标选用C,斜柱及斜柱相关拉梁定义为关键 构件。

3）斜柱采用矩形钢管混凝土结构形式，以提高结构的 抗震性能严格控制斜柱和拉梁的应力比，按考虑楼板失效 的小震弹性（含风荷载）、考虑楼板失效的中震不屈服进行包 络设计，以保证足够的平安度4）斜柱区域楼板为保证中震 不屈服，楼板厚度加至150mm厚，楼板配置双层双向钢筋 ⑸通过以上工作，斜柱、斜柱相关拉梁、相关区域楼板能够 满足C目标，结构合理、可靠、平安能做到小震不坏、中 震可修、大震不倒参考文献[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.超限高层建筑 工程抗震设防专项审查技术要点:建质[2015] 67号[S].[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.高层建筑混凝 土结构技术规程:JGJ3 —2010[S].北京冲国建筑工业出版社, 2011.[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑抗震设计 规范:GB50011 —2010[S].北京:中国建筑工业出版社，2010.：4]中华人民共和国住房和城乡建设部.组合结构设计 规范:JGJ138—2016 [S].北京冲国建筑工业出版社，2016.[5]中华人民共和国住房和城乡建设部.钢结构设计标准:GB50017 —2017 [S].北京冲国建筑工业出版社,2017.。