武汉保利广场是由两栋高度不同的塔体组成的高位大跨连体复杂高层建筑，塔楼均采用圆钢管混凝土柱+H型钢梁或钢桁架+钢筋混凝土核心筒结构，连接体采用钢桁架结构。该项目由美国SOM概念设计、中南建筑设计院股份有限公司深化设计，目前已竣工。

1 工程概况

武汉保利广场位于武汉市洪山广场南侧，总建筑面积约14.4万m²，其中地上10.96万m²，地下3.44万m²，大屋面结构高度209.9m，总高度219.0m，建筑效果图见图1。工程地下4层，地下层1有局部商业，其余为车库及设备用房。地上分为主楼、副楼及裙楼。

图1 建筑效果图

裙楼为8层，主要为商业、娱乐、餐饮等，屋面标高51.0m；主楼和副楼在层1～8与裙楼连接为一个整体，8层以上均为高级写字楼；副楼20层，屋面标高101.0m；主楼46层，大屋面标高209.9m。主、副楼在层16～20（共5层）通过钢结构连接为一个整体，连接体跨度为42.5m，立面呈“h”形，结构立面图见图2。

图2 结构正立面图

2 基础与地下室设计

经多方案比较，选定人工挖孔墩基础为最优方案，墩底持力层为中风化岩石（灰岩、泥灰岩、钙质泥岩）。柱下采用一柱一墩，核心筒下采用群墩基础。

工程采用“隔水–排水”抗浮设计。隔水措施：基坑回填时在上部设置素混凝土隔水层，回填土要求采用老黏土分层夯实。排水措施：地下室底板下设置厚200mm中粗砂垫层，设置若干道碎石盲沟通向集水井，地下室底板集水井与下部盲沟连通，这样底板下存在地下水时可排入集水井，然后抽排进入建筑中水系统。通过两年的使用，效果很好。

3 上部结构体系

3.1 结构布置

主楼、副楼均采用圆钢管混凝土柱+H型钢梁或钢桁架+钢筋混凝土核心筒混合结构体系；裙楼部分采用钢筋混凝土框架结构；空中连体采用空间钢桁架结构。钢结构楼板采用钢筋桁架自承式楼板。主要结构平面布置见图3～5。

图3 层2~8平面

图4 层9平面

图5 层16~21平面

主、副楼框架柱均采用圆钢管混凝土柱，塔楼周边框架均采用H型钢梁，与圆钢管混凝土柱刚接，形成外周边框架。为尽量增大建筑净高，便于穿越设备管线，标准层内部楼盖梁采用由T型钢作为弦杆、双角钢作为腹杆的轻钢桁架梁（图6，7）。内部钢框梁均与柱刚接，与核心筒先铰接后刚接。

图6 标准层典型钢桁架梁

图7 设备管线穿越桁架梁施工现场

3.2 连体结构

主楼与副楼在层16～20由钢结构连接体相连（图8），跨度为42.5m，宽度为25.5m，高度为20.7m。

图8 连接体结构照片

连接体与两侧塔楼采用刚接连接方式，采用主、次桁架的结构形式：沿跨度方向设置2榀主桁架，沿宽度方向设置4榀次桁架托换上部框架，主桁架中部斜腹杆采用屈曲约束支撑（BRB），见图9，10。连接体采用“液压同步提升技术”进行整体提升（图11）。

图9 连接体主桁架立面图

图10 连接体次桁架立面图

图11 连接体提升过程

3.3 单层双向索网玻璃幕墙

建筑北立面大厅的单层双向索网玻璃幕墙（图12），宽42.5m，高55.9m，与主、副、裙楼形成四面围合的“城市大客厅”。水平索为主受力索，其左右节点通过转换钢立柱与主、副楼主体结构相连；竖索为次受力索，其下部与地下室顶板相连，上部与城市大客厅屋盖钢桁架相连。钢立柱与主体结构之间采用销轴支座连接，各层钢立柱间采用套筒连接。

图12 单层索网幕墙

4 混合减震设计

工程主体结构的特点是：1）两栋塔楼核心筒严重偏置，扭转较严重；2）两栋塔楼高度、质量相差很大，且连接体与高塔的一端端部（而非中部）相连，属严重不对称连体高层；3）连接体跨度大，达42.5m，共有5层，结构质量大。

为了减小及控制结构的扭转振动，在结构中设置了非线性粘滞阻尼器（图13）及屈曲约束支撑（图14）。

图13 粘滞阻尼器连接节点

图14 屈曲约束支撑连接节点

采用基于性能的抗震设计思想，进行了各水准地震下的结构弹塑性分析（图15），并进行了1：35比例的整体结构模型振动台试验（图16），综合研究表明，该结构能够满足不同地震水准作用下的抗震性能目标，减震效果明显。

图15结构整体计算模型

图16制作完成后的试验模型

更多内容详见《转自：建筑结构-公众号》杂志2012年第12期中南建筑设计院股份有限公司专栏的3篇文章：

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