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建筑结构丨高243m长江传媒大厦主楼结构设计

目前,长江传媒大厦主体结构已封顶,预计年底可完工交付使用。主楼为钢筋混凝土框架核心筒结构,副楼及非塔楼部分地下室为钢筋混凝土框架结构,楼面为钢筋混凝土梁板式结构。建筑外形如待飞火箭,抽象表达“笔尖”意象,寓意长江传媒集团“秉笔直书”的社会责任。

1 工程概况

长江传媒大厦位于武汉市江岸区。本工程总建筑面积为14.6万㎡,地上建筑面积为10.8万㎡,地下建筑面积为3.8万㎡,其中主楼地上建筑面积为9.0万㎡。主楼建筑高度为243m(室外地面至屋顶钢结构顶部),地上47层,地下2层(局部有夹层),地面以上主体结构总高度为205.3m(室外地面至大屋面),大屋面以上为建筑装饰钢结构。主楼与副楼之间的地下室连为整体,地上部分设置伸缩缝兼防震缝,缝宽为140mm。建筑效果和结构剖面分别如图12所示,施工现场图见图3

1 建筑效果图

2 结构剖面图

3 施工现场图

2 结构体系及特点

主楼采用钢筋混凝土框架核心筒结构,副楼及非塔楼部分地下室为钢筋混凝土框架结构,楼面采用钢筋混凝土梁板式结构。结构总高度为205.3mB级高度),属于高度超限的超高层建筑。高宽比约为4.72,长宽比最大为2.23,典型标准层平面结构布置如图4所示。

4典型标准层平面结构布置(12)

主楼结构40层以下框架柱均采用钢骨混凝土柱,在电梯井、楼梯间和设备用房等的位置设置剪力墙,同一楼层剪力墙厚度自下而上由800mm逐渐减小至300mm。在框架梁连接处设置钢骨,框架梁主要尺寸:17层为350×650600×7001025层为600×1 00041层为600×900;其余楼层为600×700

根据建筑平面功能要求及受力情况设置框架柱,柱距为8.4012.45m。钢骨混凝土柱主要截面尺寸包括800×800900×9001200×12001300×13001800×1800等,混凝土强度等级自下而上由C60减至C30。主楼A轴处有两根框架柱由转换桁架转换而来,转换桁架高度为8.6m(从4层楼面至6层楼面),桁架下弦梁、上弦梁截面尺寸分别为1300×18001600×1800,斜撑截面尺寸为1100×1100,斜撑转换桁架支撑柱截面尺寸为1800×1800,转换构件内均设置钢骨。

另外,主楼在1417层及2629层由于建筑平面尺寸产生变化,结构采用斜柱转换,其中1417层斜柱截面尺寸为1000×10001300×1300两种;2629层斜柱截面尺寸为1000×10001100×1100两种,斜柱与竖向夹角为20°。结构在1317层及2529层采用钢骨混凝土梁,截面尺寸主要为600×700,其中钢骨截面为H500×250×30×40;地下室顶板厚度为180mm2~6层楼板厚度以120mm为主;14172629层楼板厚度均为150mm131516252728层楼板厚度均为120mm6层以上其余楼板厚度以100 mm为主。

4 风洞试验

由于建筑高度超过200m,根据《高规》的相关要求,委托武汉大学进行风洞试验以确定风荷载取值。长江传媒大厦测压模型采用透明有机玻璃制成,几何缩尺比为1:250。试验中共布置510个测压点,测量不同位置处的风压分布。风洞试验模型如图5所示。

5 风洞试验模型

5 关键构件

5.1 斜柱转换构件

1)与斜柱相连的楼盖梁板:设计中承受拉力的框架梁均采用钢骨混凝土梁(楼层拉力全部由钢骨梁承担)。由于结构左右对称,两边受拉钢骨梁与相邻的钢骨混凝土柱或者核心筒中的暗柱相连,并尽量贯通设置,从而使结构整体拉力达到平衡。由于楼盖拉应力分布具有不均匀性,设计时为适应和调节楼盖拉应力分布,加强了与斜柱连接楼层楼盖的厚度及配筋。

2)筒体加强措施:设计中筒体自下而上变化混凝土强度等级、截面尺寸及纵向配筋时,每级变化均延伸至斜柱区段上一层,以减弱由斜柱刚度变化引起的应力变化,从而保证整体结构抗震承载力不发生突变。

3)框架加强措施:框架由型钢混凝土柱变化为混凝土柱时,在两者之间设置过渡层(41~43层),过渡层柱全高箍筋加密,其下部型钢混凝土柱内型钢伸至过渡层柱顶部的梁高度范围内截断,并在过渡层整层型钢翼缘外侧设置栓钉。

5.2 转换桁架部分

根据建筑功能要求,结构需在6层设置水平转换构件。结合工程实际,设计中采用转换桁架结构来实现。转换桁架的传力路径大致为:通过斜撑受压和4,5层楼盖梁板受拉来承受6层方柱传来的荷载。转换桁架几何尺寸如图6所示。

6 转换桁架几何尺寸示意

5.3 楼板

由于分析结果显示计,不连续层和转换桁架层楼板计算结果满足《高规》要求,而斜柱转换层楼板计算结果不满足《高规》要求,在施工图阶段需进行加强。

6 抗震加强措施

综合结构抗震性能目标分析与计算结果,采取以下抗震加强措施:

(1) 剪力墙中混凝土剪切应变较集中部位采取额外的加强措施,在核心筒剪力墙四角及纵横墙交接处设置钢骨混凝土暗柱,且暗柱含钢率不小于4%,采用按中震弹性设计结果增大水平钢筋配筋率等构造措施。

(2) 根据弹塑性动力时程分析结果,对结构中塑性状态程度较深的框架柱,考虑适当加大截面、提高配筋率与含钢率以提高其承载力。

(3) 对于关键构件,采取增大梁板柱刚度及配筋等相关措施。

(4) 在大震下中部楼层框架梁、连梁塑性铰相对比较集中的位置以及层间位移角较大的位置,采取加强措施提高其抗剪承载力。

(5) 考虑到顶部塔楼地震反应较大,对顶部结构适当加强。

(6) 考虑到大屋面建筑非结构构件(大跨度钢结构构架)的存在,其楼板厚度选用150mm,并采用双层双向配筋。

更多内容详见《转自:建筑结构-公众号》杂志2014年第10期文章,题目:长江传媒大厦主楼结构设计;作者:彭宁,温四清,张志刚,肖海兵,刘栋,谭园;单位:中信建筑设计研究总院有限公司。

另施工现场照片由武汉建工集团股份有限公司提供,在此特此感谢。

以上内容为本刊编辑整理,未经本刊及作者授权,严禁转载,违者必究!

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《转自:建筑结构-公众号》杂志

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作者: ganggouren

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