1 工程概况及主楼结构体系

重庆西永综保区监管大楼位于重庆市沙坪坝区西部新城，为具有办公、会议中心及报关和综合办证大厅等功能的地标式高层公共建筑，总建筑面积为40 983m²（图1）。

图1 建筑效果图

本工程设1层地下室，结构嵌固端位于地下室顶板，嵌固层以上根据建筑使用功能、楼层高度和抗震设防的基本要求划分为三个结构单元：办公主楼结构单元、办公裙楼结构单元、报关大厅结构单元（图2）。

图2 结构分缝示意图

办公主楼为大跨度连体结构，连接体跨度为58.6m；地上19层，地下1层，建筑高度为100.8m，11层及以下中部连接体除筒体外完全镂空，12～19层连接于两侧的筒体，连接体上下钢桁架和两侧钢筋混凝土筒体相连形成巨型钢–混凝土混合框架，属于复杂高层转自：建筑结构-公众号，采用了连接体下部设8m高的X形转换桁架，连接体上部设6m高的人字形压顶桁架，形成下抬上吊整体受力的连接体，与两侧的筒体形成巨型框架；钢结构连接体与两侧带型钢混凝土端柱的筒体剪力墙之间采用刚性连接。连接体楼面采用钢梁和压型钢板组合楼板，核心筒内采用钢筋混凝土梁板。竣工实景见图3，钢桁架下弦平面图如图4所示。

图3 办公主楼竣工实景

图4钢桁架下弦平面图

钢筋混凝土筒体为梯形，垂直连接体方向筒体边长为16.8m，顺连接体方向短边长7m、长边长23.8m；剪力墙外筒墙厚基本为400mm，内筒墙厚度根据受力的不同取200～300mm，与钢桁架直接相连的剪力墙厚度为500mm，并在两端设1 200×1 200的型钢混凝土端柱，保证钢桁架与剪力墙可靠连接。

本工程的办公裙楼地上10层，采用钢筋混凝土框架–剪力墙结构；报关大厅地上3层，采用钢筋混凝土框架结构。

2 钢桁架结构方案

连接体结构跨度为58.6m，上抬8层，跨度大、荷载重，地震作用下结构反应强烈，钢桁架的结构方案关系到办公主楼结构安全及整体抗震性能。

在初步设计阶段，对钢桁架的高度、结构形式进行了多方案的对比分析，转换桁架不同结构形式在1.0恒荷载+1.0活荷载下的跨中挠度对比如表1所示。最终转换桁架采用了方案6的结构形式，压顶桁架采用了方案1的人字形桁架。桁架弦杆截面为箱形□800×800×34×34，腹杆截面根据受力大小的不同，采用箱形□600×700×34×34,600×600×34×34和H600×500×34×34，H450×450×20×30，所有桁架构件均采用Q345BGJ钢材。

转换桁架在1.0恒荷载+1.0活荷载下跨中挠度 表1

3 振动台试验

考虑到办公主楼结构体系复杂，中间钢结构连接体跨度大，为进一步研究结构的抗震性能，业主委托重庆大学对办公主楼进行了振动台试验（图5）。

图5 试验现场照片

4 节点试验

转换桁架承受荷载很大，小震组合下桁架弦杆最大拉力达10 746kN，与筒体连接处受力复杂。为保证节点连接的可靠性，业主委托重庆大学进行了转换桁架弦杆与筒体剪力墙的连接节点、转换桁架上弦连接节点的试验，节点缩尺比例为1∶4（图6,7）。

图6 转换桁架弦杆与筒体剪力墙的连接节点试验

图7 转换桁架上弦大字形节点

5 主要抗震措施

针对计算分析及试验结果，主要对结构采取如下加强措施：

（1）连接体部分的弦杆承受较大轴力，按不考虑楼板刚度的模型进行转换桁架和压顶桁架构件设计，同时，转换桁架和压顶桁架处楼板厚度取180mm，其余楼层楼板厚度取120mm；转换桁架和压顶桁架楼层的筒体内楼板参考楼板应力分析结果进行配筋。

（2）为提高筒体延性，剪力墙内设钢柱及钢暗梁，与混凝土形成型钢混凝土剪力墙，提高剪力墙抗震性能；桁架弦杆伸入剪力墙内一跨，剪力墙内钢暗梁截面为H800×300×34×34，形成型钢混凝土剪力墙边框梁，并且在与转换桁架和压顶桁架相连的剪力墙内设钢暗撑，保证转换桁架和压顶桁架与剪力墙的有效传力；同时根据节点试验结果，适当提高了转换桁架和压顶桁架层剪力墙墙身配筋。转换桁架弦杆与筒体刚接节点如图8所示。

（3）连接体部分，按中震弹性并考虑竖向地震作用为主导的工况组合计算结果进行施工图设计。

图8 弦杆与筒体刚接节点

以下施工现场照片由作者林锋、舒云峰提供：

筒体筏板

首层筒体内型钢及钢暗梁

上弦杆与筒体连接钢结构节点

转换桁架下弦杆位置、筒体内型钢、钢暗撑

筒体内 型钢混凝土梁

转换桁架整体提升

转换桁架实景图

压顶桁架建成实景图

建筑实景

更多内容详见2015年第1期《转自：建筑结构-公众号》杂志文章：《重庆西永综保区监管大楼办公主楼结构设计》，作者：苏卫东，舒云峰，林锋，饶力，李云珠（重庆市设计院）。

以上内容由《转自：建筑结构-公众号》杂志编辑整理，未经作者及本刊授权，严禁转载。

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《转自：建筑结构-公众号》：

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