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超高层核心筒偏置实例与结构性能初探

由于类似江景等景观的稀缺性,业主和建筑师都非常希望能够最大化这些景观资源,使得超高层核心筒偏置的案例这些年越来越多,以下三个项目目前正在施工,都是小编路过看到的,分享给大家。小编也做了一些试算分析了一下核心筒偏置导致的主要问题以及想了一些解决措施,欢迎大家一起来探讨。

1、成都某超高层公寓

正立面-面向太古里

侧立面

背立面

2、上海浦东某超高层酒店

正立面-面向黄浦江

背立面

侧立面

酒店入口大堂

3、上海浦西某超高层办公双子塔

正立面-面向黄浦江

侧立面

背立面

底层与避难层

标准层,大量机电设备通过钢梁开洞解决。

4.5米的层高净高做到3.1米

幕墙基本安装完毕后的正立面

试算案例平面图如下,总50层,标准层高4.5米,底部三层加高,总高度230米,Y向柱距11m,钢管混凝土柱+钢梁+混凝土核心筒。

模型1、纯框架-核心筒

第一振型Y向,第二振型X向有很大的扭转成分,第三振型为扭转。Y向因为高宽比大于10,所以刚度不足,需要采取措施增加Y向刚度。第二周期有很大的扭转成分,最大位移比为1.26,需要增加抗扭刚度控制扭转。

(以下模型都基于此模型修改)

模型2:增加Y向伸臂桁架

较模型1,Y向刚度有较大提高,但扭转效应未能得到改善。

模型3:增加Y向环带桁架

较模型1,Y向刚度有一定提高,扭转效应也得到一定改善。

模型4:增加X向环带桁架

较模型1,X向刚度进一步提高,扭转效应也得到一定改善。

模型5:增加Y向落地支撑

较模型1,Y向刚度有很大提高,扭转效应也得到很大改善。

模型6:增加X向落地支撑

较模型1,X向刚度有一定提高,扭转效应也得到一定改善。

模型7:增加Y向落地支撑、Y向伸臂桁架

较模型1,Y向刚度有很大提高,扭转效应也得到很大改善。第一周期已经变成X向。

模型8:增加X向环带桁架、Y向环带桁架

较模型1,X向和Y向刚度有较大提高,扭转效应也得到较大改善。

模型9:增加Y向伸臂桁架、X向环带桁架、Y向环带桁架

较模型1,X向和Y向刚度有很大提高,扭转效应也得到较大改善。

模型10:增加Y向伸臂桁架、X向环带桁架、Y向环带桁架、Y向落地支撑

较模型1,X向和Y向刚度有很大提高,扭转效应也得到很大改善。

详细计算结果见下表,因为模型较为粗糙仅为试算用,数据也仅为定性分析所用。

通过上述试算,可以看到超高层核心筒偏置结构主要存在两个问题,一是弱向刚度不足,二是质心与刚心严重偏心导致结构扭转效应明显。而落地支撑、伸臂桁架、环带桁架都对增加结构平动刚度和抗扭刚度起着不同的作用。

小编比较喜欢在侧立面设置落地撑的做法,既增大了弱向的平动刚度又增大了结构整体抗扭刚度,同时支撑也是布置在景观稍差的一面对建筑的影响相对较小,建筑师和业主相对比较容易接受。

容柏生院士设计的广州合景大厦就是在侧立面设置落地支撑,虽然已经是十几年的项目了,但依然是这类结构的典范。与本试算模型不同的是,合景大厦是全钢结构,核心筒为框架支撑结构。

下图是网上找到的几张合景大厦图片,侧立面上的落地钢支撑非常苍劲有力。

核心筒偏置没有想象中的那么可怕!

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作者: ganggouren

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