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1 工程概况
凤凰国际传媒中心工程（图1）位于北京市朝阳区朝阳公园西南角，总建筑面积64 973m2，由北京市建筑设计研究院有限公司设计完成。该项目地上部分南侧为高层办公区（10层钢筋混凝土结构），北侧为演播工艺区（4~6层钢筋混凝土结构），一个连续的钢结构外壳把这两部分围合成整体，并且形成东西两侧开放的中庭空间。地下室共有3层，联系各功能区，包含商场、地下车库及附属配套设施。建筑造型取意于“莫比乌斯环”，这一造型与不规则的道路方向、转角以及和朝阳公园形成和谐的关系。
图1 建筑总效果图
工程主体采用钢筋混凝土结构，外壳结构采用空间钢结构体系，紧贴钢结构的是玻璃幕墙。地上标准层层高为4.2m，办公楼层10顶板高度43.4m；演播楼层6顶板高度27.3m。建筑总高度为51.15m。工程基础采用钢筋混凝土梁板式筏形基础，地基采用天然地基方案。
工程地下部分为一个整体结构单元，最大平面轮廓尺寸为直径约119m的近似圆形。工程地上由六大部分组成，但是这六个部分之间并不是完全独立的，形成了一个非常复杂的结构体系。具体情况如下：
（1）办公楼为10层框架–剪力墙结构，地上最大平面轮廓尺寸为74.6m×26.3m的蚕豆形，见图2，外框架均为斜柱：其中首层为底座向内收的V字形斜柱，层2~9则为单向斜柱。外壳钢结构挂在钢筋混凝土结构的外环梁及斜柱上。
图2 不带钢结构外壳的结构分区图
（2）演播楼采用框架–剪力墙结构，演播楼最大平面轮廓尺寸约为111.6m×39m的蚕豆形，见图2，立体外形呈土豆形。内侧墙体随层高向里倾斜，两侧向外倾斜，混凝土顶板为不规则坡起。屋顶设置了16根摇摆柱支承罩在上面的钢结构。
（3）连接办公楼及演播楼的东西向钢结构拱桥，见图2，3。钢结构拱桥两端分别支承于办公楼和演播楼的地下室顶板沿桥方向的混凝土墩上。此处钢结构壳体不落地，形成一个空腔，拱桥作为钢结构的一个支承位于空腔的底部。
图3 东侧钢结构拱桥地上示意图
（4）钢结构内的通天梯及旋转坡道，见图2。通天梯为宽度3.2m，水平投影总长约43m的钢结构，下端固定端铰接于演播楼的层5；上端滑动端支承在办公楼层9中间的设备夹层上。旋转坡道为宽度3m，总长235m的钢结构，将演播楼的层2~4与办公楼的层2~4连通，分别支承在演播楼、办公楼以及外壳钢结构上，局部设拉索及支杆。
图4 屋盖外壳钢结构
图5 外壳钢结构落地范围
（5）罩在办公楼与演播楼上的是一个屋盖外壳钢结构，见图4。在地上屋盖钢结构从±0.00标高起，将办公楼和演播楼连为一体。外壳钢结构主要支承体系有四大部分：1)钢结构直接落地（图5中黑粗线部分）；2)办公楼外挂支座（图6）；3)演播楼顶摇摆柱V形柱（图7）；4）空腔部分支承在拱桥上。另外，在演播楼7.0m标高处设有一圈钢结构平台，一端与演播楼铰接，另一端与外壳钢结构采用滑动支座连接（图7）。图8，9为摇摆柱V形柱和7m平台的施工照片。
图6 外壳钢结构与办公楼的连接
图7 外壳钢结构与混凝土主体的连接
图8 摇摆柱V形柱工地照片
图9 7m平台工地照片
（6）办公楼和演播楼之间的中庭处设有一个悬索膜结构作为内顶篷，见图10。悬索张拉在外壳钢结构上。索网长向跨度为65.7m，短向跨度37.9m。
图10 悬索膜结构
2 结构设计中需要解决的问题
2.1 结构不规则情况
根据《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》对结构的不规则性进行了检查，工程存在的不规则情况如下：办公楼平面扭转不规则（考虑偶然偏心的扭转位移比为1.31>1.2），演播楼平面扭转不规则（考虑偶然偏心的扭转位移比为1.39>1.2），且演播楼内演播厅楼板不连续（开洞面积大于30%），以及存在复杂连接的连体结构。
2.2 结构的抗震重点加强部位
根据结构特点，抗震重点加强部位有以下几处：钢结构与混凝土结构连接处，混凝土结构作为钢结构支座处；连体部位；办公楼剪力墙筒体及斜柱；演播楼屋顶摇摆柱；演播楼1 200m2演播厅楼板多层开大洞处。
2.3 结构方案控制
图11中显示了办公楼各楼层板边线的投影线，结合图12的剖面所示，可见办公楼的立面造型为底座向内收，立面向单侧倾斜的形式。由于外壳钢结构在办公楼处需要挂在主体结构上，因而办公楼对外壳的支承作用非常关键。通过协调建筑专业，调整建筑方案使得各层的结构构件可以沿横向轴线拉通（如图11粗虚线所示位置），形成良好的整体性。同时提高了墙、柱的抗震性能目标，并在最外侧的轴○R3和○R9上加钢斜撑（见图11，12）以增强横向刚度和抗扭刚度。由于办公楼为扁长蚕豆形，为保证纵向刚度与横向刚度相对接近，将纵向墙上洞口加高，并在适当的部位加设结构洞口，将长墙肢分割为几段，从而将刚度减弱,减小配筋。
图11 办公楼结构构件沿轴线拉通位置
演播楼四周的外壳钢结构落地，仅在屋顶处，外壳通过V形柱支承在演播楼上，因而演播楼仅提高了墙、柱等竖向构件的抗震性能目标。另外，由于演播厅楼板开大洞，结合建筑使用功能设置了一定数量的混凝土墙以提高结构的整体性,图13粗线所示位置为混凝土墙。演播楼屋顶收进处局部扭转位移比偏大，在该处结合建筑布置加设斜向支撑，以减小局部位移比，满足规范要求。
图12 办公楼轴R3和轴R9 沿高度布置的钢斜撑
图13 混凝土墙布置位置
2.4 结构构件基本情况
工程主要结构构件的情况如下：
（1）办公楼中柱子（包括斜柱）采用钢管混凝土柱，楼面梁采用工字形钢梁，楼板采用混凝土板。主要构件尺寸如下：钢管混凝土：首层V形斜柱，钢管为Φ900×30；层2及以上外围斜柱，钢管为□700×900×30；钢梁：边环梁：B×H×tw×tf=450×500×16×30，中部楼层梁：B×H×tw×tf=400×500×16×25，其他钢次梁：I45a。
（2）演播楼采用钢筋混凝土框架剪力墙结构，柱尺寸以800mm×800mm的方形截面为主，墙厚为300，400mm，梁截面以600mm×700mm为主。
（3）外壳钢结构屋盖是由逆时针旋转布置的主肋和顺时针旋转布置的次肋相交形成的近似菱形空间曲面网格，网格尺寸约3.5m×4.5m，网格内部布置玻璃幕墙。为了凸显主肋的旋转效果，主肋设置在玻璃幕墙外侧，而次肋设置在内侧，主次肋之间由净长为200mm的节点连接。主肋为等腰梯形截面，外侧宽330mm，内侧宽500mm，高700mm，壁厚选用16,20,30,36,45mm等；次肋为Φ406的圆钢管，壁厚选用12,16,24,32mm等。
3 旋转坡道结构设计
图14旋转坡道为宽度3m，总长235m的钢结构，标准断面见图15，分别支承在演播楼、办公楼以及外壳钢结构上，支承点如图14所示，局部设拉索（带拉索节点断面见图16）。在坡道端部进行了减隔震设计，一方面通过隔震支座减小外壳与演播楼的拉接刚度，减小支座反力；另一方面通过阻尼器及支座的铅芯耗散能量，降低坡道面的水平振动（如图17所示）。
图14 旋转坡道示意图
图15 坡道标准断面
图16 带拉索节点断面
图17 上端出口处支座平面图
4 拱桥结构设计
连接办公楼及演播楼的东西向钢结构拱桥见图18~20。拱桥跨度为34m左右，矢高6.4m，拱桥两端分别支承于办公楼和演播楼的地下室墙上，与外壳钢结构采用拉梁连接。拱桥一方面支承上部大平台，另一方面增加钢结构空腔竖向刚度。
图18 西侧拱桥轴测示意
图19 拱桥三维模型
图20 拱桥月牙形标准断面
5 通天梯结构设计
通天梯为宽度4.2m，水平投影总长约40m的钢结构，梯面与水平面夹角为30°，标准断面形式见图21，下端支承于演播楼的层5，上端支承在办公楼层9中间的设备夹层上，仅提供竖向支承，垂直行梯的水平方向设置阻尼器，减小地震下的振动及位移（图22）。
图21 通天梯标准断面
图22 通天梯平面及立面
更多内容详见《转自：建筑结构-公众号》杂志2011年第9期文章：《凤凰国际传媒中心结构设计》，作者：周思红，朱忠义，齐五辉，束伟农，张世忠，王毅，沈凯震，卜龙瑰；单位：北京市建筑设计研究院有限公司。
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