杭州西子国际项目为杭州市城市综合体项目,其中三栋主楼均由两栋不等高塔楼错合连体而成,呈L形,结构的最薄弱部位出现在空中大堂层,其存在刚度突变、连接体、竖向构件收进多项不规则。下文仅介绍最高的连体塔楼T1的结构设计情况。
(摄影:范翌)
1 工程概况
杭州西子国际项目位于杭州市江干区,是集综合商业、公寓、办公、酒店为一体的城市综合体。本工程东西向长243m,南北向长153m,呈L形布置,地上由三栋连体塔楼T1,T2,T3组成。各连体塔楼均由一栋相对高塔(A塔楼)和一栋相对低塔(B塔楼)组成,A塔楼与B塔楼交错叠合形成连接体,其交接部位形成一个交接层(即空中大堂层),A塔楼与B塔楼采用刚性连接,连接体采用型钢混凝土结构体系;三栋连体塔楼之间通过钢结构连廊连接;三栋连体塔楼裙房之间采用铰接连接,连接体采用钢结构;连体塔楼T3与北区商业部分之间设置一道伸缩缝兼防震缝,地下室不设缝;商业裙房为4层(局部5层);地下部分为3层(局部4层)整体车库。
建筑效果图
连体塔楼T1平面长73.0m,宽51.8m,由两塔楼错合连体而成,呈L形,A塔楼地上37层,地下3层,屋面高度为140.10m,幕墙顶高度为144.85m;B塔楼地上26层,地下3层,屋面高度为96.40m;连体塔楼T1上部10层连体,属B级高度复杂高层建筑。连体塔楼T1的主要框架柱截面由900mm×1400mm逐级缩减至800mm
×800mm,核心筒外围剪力墙厚为500mm(4层及其以下)、400mm(4层以上),核心筒内剪力墙墙厚为250mm,主要框架梁截面为500mm×700mm,外围边梁截面尺寸为400mm×800mm。混凝土强度等级为C60~C30,沿高度逐级递减。
基础设计等级为甲级,主体部分采用桩筏基础,以⑩-3圆砾层作为桩基持力层,主体部分采用直径为800mm钻孔灌注桩。
(摄影:范翌)
(摄影:范翌)
2 结构选型与结构布置
为实现建筑方案中“城市门坊”的概念,连体塔楼T1的主体结构整体形成两个不对称塔楼的搭接连体结构,采用框架–剪力墙结构体系。为提高结构的刚度和延性,有效控制柱截面尺寸,采用型钢混凝土框架柱。型钢混凝土框架柱的设置高度约为相应塔楼高度的2/3,连接体两侧型钢混凝土框架柱中的型钢伸至屋面。框架梁采用钢筋混凝土,在连接体部位设置型钢混凝土梁。
连体塔楼T1结构模型
由于空中大堂层存在刚度突变、部分连接体、竖向构件收进多项不规则。为加强空中大堂层,连体塔楼T1低区平面布置三个核心筒,高区平面布置两个核心筒,其中叠合部位(空中大堂范围内)布置的一个刚度较强的核心筒贯穿高低区。同时将空中大堂层剪力墙及框架柱抗震等级均定为特一级,抗震性能目标提高至B级。
连体塔楼T1低区标准层平面布置(27层以下)
连体塔楼T1高区标准层平面布置(27层及以上)
3 超限构造加强措施
(1)采用型钢混凝土柱的框架–剪力墙结构。型钢混凝土柱的高度不小于相应塔楼高度的60%,连接体两侧型钢柱伸至A塔楼屋面。
(2)连接体及与连接体相邻的结构构件的抗震等级提高一级;空中大堂层及上、下各一层的竖向构件的抗震等级提高至特一级;B塔楼体型收进楼层(26层)及其上、下各两层的周边竖向构件的抗震等级均提高一级;其他部位仍按高规选用。
(3)控制墙、柱轴压比限值,框架柱:0.75(一级),0.85(二级),剪跨比小于2的框架柱相应减小0.05;剪力墙:0.50(一级),0.60(二级、三级)。
(4)底部加强区及相邻的上一层设置约束边缘构件,底部加强区墙体配筋率提高至0.3%,对于中震下出现拉应力的墙,底部加强区的最小配筋率提高至0.6%。
(摄影:范翌)
(5)对连接体部分构件进行加强,特别是连接体底层和顶层梁板。连接体及连接体相邻跨楼板厚度取250mm(底层楼板),200mm(顶层楼板),150mm(其他层楼板)。采用双层双向板配筋,且每个方向的配筋率不小于0.3%。连接体及向连接体两侧延伸一跨的梁采用型钢混凝土梁,连接体底层梁高1000mm。
(6)连接体及连接体下两层均强制指定为结构薄弱层。
(7)控制B塔楼体型收进楼层(26层)的层间位移角不大于相邻下部区段最大层间位移角的1.15倍。
(8)加强B塔楼屋面板及裙房屋面板的板厚,板厚不小于150mm,设置双层双向钢筋网,且每个方向的配筋率不小于0.25%。
(摄影:范翌)
本工程设计过程中得到了浙江省超限审查组专家热心细致指导,并于2011年1月本项目通过超限专项审查,目前该项目已经竣工。
更多内容请见《转自:建筑结构-公众号》杂志2014年第2期文章:《杭州西子国际项目超限高层抗震设计》,作者:胡凌华,王立才,张建辉,龚铭;作者单位:大象建筑设计有限公司(原浙江绿城东方建筑设计有限公司)。
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