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专题分析 | 竖向及抗侧结构系统

工程概况

项目位于深圳市南山区中心区东南部,东临科苑南路、南临海德三道、北临滨海大道,处于金融核心区南区的门户位置。项目包括A-16 和A-17 两个地块,两个地块大小均约为65m×65m,总用地面积10438.7m2,两个地块中间以一条23m 宽的市政道路隔开。A-16 地块规划用途为商业,A-17 地块规划用途为超甲级办公楼,效果图如下图所示。

  • 总体效果图

办公塔楼主屋面高249.9m,地上五十六层,出屋面构架两层,构架层顶高度259.5m,地下四层,建筑面积约101600 m2,采用钢管混凝土斜交网格外框架+伸臂+混凝土核心筒体系。嵌固端位于地下一层底板,塔楼高宽(H/B)256.8/43.2=5.94,X 向核心筒高宽比(H/C)266.4/16.8=15.86,Y 向核心筒高宽比(H/C) 266.4/30.4=8.76。

商业裙房高度为16.2m,地上三层,地下由两层普通的停车库和六层机械车库组成,建筑面积约6700 m2,采用框架结构体系。两个地块的地下室连通,长约150.9m,宽约64m,A-16 地块地下室埋深约25m,A-17 地块地下室埋深约18.9m,A-17 地块地下室最底下两层为人防。

  • 总平面图

竖向及抗侧结构系统

基于建筑与结构相结合的考虑,本项目塔楼部分拟采用钢管混凝土斜交网格外框架+伸臂+混凝土核心筒体系。

体系中斜交网格外框架和核心筒同时提供承重和抗侧力的结构功能。钢管混凝土斜交网格外框架将作为有效承重支撑,承担向荷载,同时是结构有效的第二道抗震防线。而混凝土结构核心筒除了承受竖向荷载外,其主要功能是提供了强大的抗侧能力。

核心筒

钢筋混凝土核心筒是结构的主要抗侧力结构体系。采用钢筋混凝土墙,角部增设型钢可以很好的增加核心筒的延性、刚度和阻尼,从而增加整体结构的刚度。提高核心筒的抗侧能力。核心筒除了作为主要抗侧力构件外,也同时承担着作为竖向荷载的重要支撑系统,因此对结构竖向稳定性也发挥着重要的作用。核心筒墙采用现浇钢筋混凝土,钢筋混凝土的刚度大,耐火性能好,初始造价和后期维护的费用都较低。

外框架

钢管混凝土斜交网格外框架作为有效承重支撑,承担大部分竖向荷载,同时也是结构有效的第二道抗震防线。

外围框架柱根据轴压比从下往上分段减小钢管混凝土钢管壁厚,变化均匀,同时实现结构的经济合理。而且采用双向斜柱可以很好的实现建筑外观、室内空间质量与结构效率的完美统一起来。采用钢管混凝土柱有利于提高外框架的承载能力和延性。作为超高层建筑底层的型钢混凝土柱,除了能有效提高外框架的延性外,还有效的减少了柱截面尺寸,充分发挥材料的性能。而且采用斜交网格外框形式可以更好的增加结构的抗侧刚度和抗扭刚度。

伸臂

整个结构楼面梁都铰接,为了增加结构刚度,需要在核心筒短向方向结合设备层和避难层设置伸臂。伸臂能够增大外框架柱的轴力,从而增大外框架的抗倾覆力矩,增大结构抗侧刚度,减小侧移。本工程中在31~32 层和44层设置了两道伸臂桁架。

结构构成如下

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