人民日报社报刊综合业务楼，又称人民日报社新办公楼，位于北京CBD的中心区域，并与其西南方的CCTV新址大楼遥相呼应。该工程由国际会议中心、图书馆、报业大厦等一系列建筑所组成。建筑造型以圆形为母题，通过对椭球体进行的平面和竖向拉伸，再用三个曲面分别切割南侧、北侧及东侧变形生成，塔楼的建筑高度约为150m。该建筑预计总价将逾50亿人民币。

人民日报社新办公楼效果图

工程由主楼和附楼各一幢组成，主楼地上32层，标准层层高4.5m，主屋面高度为148.8m，结构最大高度为180m。附楼4层，中间间隔规划道路，地下设置满堂地下室3层。总建筑面积约14万m2。主楼采用钢框架加屈曲约束支撑(BRBs)的结构形式芯筒部分由钢箱柱、BRBs和钢梁组成，几何尺寸由下至上保持一致。端部的组合桁架柱则随着建筑体型的变化而变化，西侧组合桁架柱最外侧轮廓投影突出底部轮廓14.2m，采用钢管柱和普通支撑组合桁架形式；东侧组合桁架柱弧度较小，桁架内部未设支撑。在层4，16（避难层）和层29分别设置3道环桁架。

本刊有幸采访到本工程的结构设计负责人——东南大学建筑设计研究院有限公司总工程师孙逊，他对该项目的结构设计创新进行了介绍。以下是部分访谈内容，更多内容详见2014年7月《转自：建筑结构-公众号·技术通讯》。

《转自：建筑结构-公众号》：本项目由于建筑立面呈曲面造型，且沿着高度方向中部楼层鼓出，上下部楼层逐层收进，在结构体系方面起初是如何考虑配合的？

孙逊：结构专业在建筑方案设计和投标阶段就开始了结构体系的可行性研究。因本项目抗震设防烈度为8度（0.20g），在地震设防高烈度区，通过减轻结构自重以减小地震力是最直接的办法，全钢结构由于具有优越的变形和耗能能力，对其体系刚度的要求也比钢筋混凝土结构体系放松得多。本项目主体结构中部抗侧力构件由于建筑平面布置的原因尺寸较小，平面上还有较多大跨部分（最大跨度24m），采用传统钢筋混凝土核心筒和钢框架组合结构形式也无法满足对层间侧移的要求，角部复杂造型也不适宜采用现浇钢筋混凝土结构形式。最终选择了全钢结构，采用中部框架-中心支撑的结构形式。

实景照片

《转自：建筑结构-公众号》：请介绍一下本项目结构体系逐步确认的过程？

孙逊：由于其上下曲率变化较大，最初先确定了三个角部区域应采用格构式钢结构去实现建筑造型需要。然后对中部外框架部分进行了直柱和斜柱研究，由于中部框架柱斜率较小，为简化结构体系而选择了直柱。中部竖向承重体系也因为有部分大跨原因，而确定采用钢梁。中部结合垂直交通体布置的抗侧力构件也曾采用过钢筋混凝土核心筒的方案，由于中部的尺寸较小，即使布置三道伸臂桁架，也无法满足体系刚度的要求。所以也可以说，本工程是不得不采用了全钢结构体系，这样才能实现建筑造型和保证结构安全。

《转自：建筑结构-公众号》：在本项目中，结构体系选择钢框架-中心支撑，与传统的框架-核心筒或框架-剪力墙结构比较，其优势体现在哪些方面？

孙逊：业主、很多设计师都会觉得钢结构的造价较高，其实在高烈度地区钢结构的安全度还是较高的，全钢结构还是很有优势的。尤其是好的钢结构设计和混合结构设计相比，有时候经济性并不差。

结构平面图

《转自：建筑结构-公众号》：塔楼西侧沿整栋楼高度均存在较大尺寸的悬挑，在兼顾结构体系和局部楼层的可行性方面，二者是如何协调配合的？

孙逊：塔楼西侧上下的收进较大，底部收进最大达14m，上部收进最大达22m，这是建筑造型最在意的地方，也是对经济性影响最大的地方。西侧桁架组合柱在底部楼层的钢构件截面及厚度是较大的，最厚的钢板达到了90mm。

《转自：建筑结构-公众号》：钢结构体系的舒适度验算是否满足规范要求，若不满足是如何解决的？

孙逊：塔楼在中部楼层的西侧形成了一些大跨空间，最大的结构跨度达24m。改善了楼盖的舒适度最直接的办法是尽可能地提高楼盖体系的竖向刚度，为此，采用了适当增大梁高、让设备管道穿钢梁、主梁和次梁改刚接等办法。当然，在室内装修时适当增加一些竖向连杆，在楼盖的面层或楼盖下挂一些阻尼器也可以有效地解决楼盖舒适度的问题。

《转自：建筑结构-公众号》：本项目是国内首次全面采用屈曲约束支撑作为主要抗侧力体系的超高层钢结构建筑，针对结构体系的特殊性，采取的相应设计对策体现在哪些方面？

孙逊：本项目确实是国内首次全面采用屈曲约束支撑作为主要抗侧力体系的超高层钢结构建筑，采用屈曲约束支撑主要是因为其具有良好的耗能能力。众所周知，偏心支撑也具有良好的耗能能力，是抗震设防高烈度区结构体系的一种选择，本工程由于其复杂的造型、中部带支撑框架部分的不规则性以及对刚度的需求，选择了屈曲约束支撑。采用屈曲约束支撑的关键是尽可能让支撑起抗侧力的作用，在恰当的地震作用下开始屈服，而不是让框架、支撑一起承担竖向荷载，否则屈曲约束支撑将在不同水平荷载作用下拉、压屈服，可能导致屈曲约束支撑截面的选择偏大而造成浪费。

芯筒区支撑布置平面图

《转自：建筑结构-公众号》：本项目采用了BRBs后，结构体系的抗震性能得到了多大程度的改善？

孙逊：采用用屈曲约束支撑之后，结构体系耗能能力增强，有效保护了其他更为重要的竖向和水平受力构件，使整体结构的抗震性能更为优越。经分析，如果不采用耗能机制，在设防烈度地震作用下，框架柱屈服的数量可能达20%甚至更多，框架梁屈服的数量可能达40%甚至更多，采用屈曲约束支撑之后，实际可能屈服的框架柱数量几乎没有，屈服的框架梁数目也大幅度减少。

屈曲约束支撑

《转自：建筑结构-公众号》：受造型影响，位于角部的竖向构件呈双向弯曲，这对相互关联的结构构件会产生受力方面的影响，如何考虑其设计对策？

孙逊：角部的复合桁架式柱呈双向弯曲，该桁架柱的二阶效应不容忽视。相对有利的方面在于与这些桁架柱相连的框架梁跨度均较大，由于桁架柱的二阶效应在相连框架梁中引起的次应力相对较小。通过进行精确的考虑二阶效应的施工模拟分析，结合施工期间的严密监测和定位测量，并通过估计关键楼层的预变形，采用框架节点固接顺序等技术，有效解决了这些问题。

左：底层准永久竖向组合标准轴力

右：底层准永久竖向组合标准弯矩

左：底层X向地震作用下轴力

右：底层Y向地震作用下轴力

西侧桁架柱底标准内力示意图

4层楼板应力/MPa

《转自：建筑结构-公众号》：本项目涉及大量不规则造型的钢结构构件，设计方面是如何考虑钢结构构件的加工、运输和现场安装的？

孙逊：在设计阶段，采用了Rhino、Revit等工具对体系构件进行了精确描述。在制作单位的通力协作下，完成了部分复杂节点的铸钢件设计和分析。在有个别安装缺陷和瑕疵发生后，进行了带缺陷结构体系复核，较多构件都是三向倾斜的，对施工放样、加工制作等均提出了严格的要求，顶部穹顶部分由于幕墙方案的调整，空间桁架在根部的角度有所调整，原屋面的节点已施工安装完成，此时就进行了带缺陷的结构体系复核，并进行了适当的加强。

《转自：建筑结构-公众号》：请介绍下该项目实际的用钢量指标，如地下室、地上标准层等。

孙逊：本工程由于复杂的体型和高度，实际用钢量还是偏高的。主体结构塔楼部分的用钢量约为180kg/m2，混凝土仅用在组合楼板和钢管混凝土柱，用量较少；地下室的经济指标和常规结构差不多。

施工中的钢结构

《转自：建筑结构-公众号》：结合该项目的设计，请谈谈在实际工程中推广新技术的感受。

孙逊：随着经济的发展，各地各式各样的新建筑形式层出不穷，对结构工程师的能力提出了很大的挑战。规范其实只是对常规的结构形式、失效模式、安全度等体系进行了研究，在碰到这些特殊结构形式时，需要工程师们综合运用所学到的知识，从结构设计的根本原则去思考、去研究，从结构的基本受力概念出发，多做尝试和比较，才能设计出一些创新的、合理并且安全经济的方案。当然，新技术也并不适合所有的项目，运用新技术时，必须对新技术充分理解和熟悉，并结合建筑及结构的特点，才能更好地将其运用到实际项目中。

受访嘉宾介绍：孙逊，博士，毕业于香港理工大学，东南大学建筑设计研究院有限公司总工程师，研究员级高级工程师，一级注册结构工程师。

主要负责完成结构设计的建筑工程项目有：中国国学中心、人民日报社报刊综合业务楼、南京金融城、南京世界贸易中心、南京国泰君安金融中心、南京财富中心、招商银行南京分行大厦、南京投资大厦、深圳时代财富大厦、南京地质博物馆、南京大报恩寺遗址博物馆、南京金陵图书馆、太原市美术馆等。

更多有关该项目的结构设计内容请见《转自：建筑结构-公众号》杂志：

2012年9期《人民日报社报刊综合业务楼结构设计》，作者：孙逊，崔永平,黄明，高仲学，郭洋波，蒋剑峰，单位：东南大学建筑设计研究院。

2012年9期《人民日报社报刊综合业务楼动力弹塑性时程分析》，作者：孙逊，方立新，邱一峰，战龙龙，陈庚俊，单位：东南大学土木工程学院。

2012年11期《人民日报社报刊综合业务楼施工模拟分析》，作者：何远，孙逊，方立新，单位：东南大学建筑设计研究院。

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