【结构精品案例】结构界的动感地带——苏州科技城软件大厦结构设计

苏州科技城软件大厦建筑总平面鸟瞰图

软件大厦主体结构采用现浇框架-剪力墙结构体系，框架及剪力墙的抗震等级均为三级；楼屋面采用现浇钢筋混凝土梁板结构。该工程于2005年完成初步设计并通过抗震专项审查，2006年完成施工图设计，2009年竣工，目前已投入使用。

2 建筑设计主要特点

苏州科技城软件大厦为一个条形的连贯的复合曲线形结构，它在三个维度的空间中，都发生了奇妙的变化。柔软单纯的有机造型创造了富有生机的天际曲线，构成了城市特异的地标，其主要建筑特点为：1）平面设计呈U形；2）北侧内院屋面逐渐跌落；3）南立面呈外倾；4）屋面从5层起呈斜坡收缩状。

软件大厦底层结构平面图

软件大厦3层结构平面图

软件大厦6层结构平面图

3 结构设计主要特点

软件大厦主体结构为体型复杂、平面及竖向均不规则的特别不规则高层建筑结构，具体如下：由于平面呈U形且较狭长；2层、3层结构平面凹进一侧的尺寸大于相应投影方向总尺寸的30%；从5层起，建筑立面从U形的两顶端向底部口斜向收缩，从7层起，端部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%；从3层起，南面外立面外倾，最大外倾尺寸为8.4m，为后部框架梁跨度的0.84倍。

软件大厦典型剖面图

4 结构设计采取的措施

根据抗震审查意见，结合本工程特点，该项目结构设计采取的措施如下：计算分析采用了多个不同的模型程序进行计算；调整质心、刚心位置，使质心与刚心尽可能接近；在U形平面的端部和底部都加了一定数量的剪力墙，使扭转位移比控制在1.5以内；适当加厚斜屋面板厚，使屋面立面的变化成为一个渐变的过程；对于适当加厚2层和3层楼面U形中部板板厚及配筋；对于3层以上南立面外倾，结构上充分考虑外倾柱对内框架梁柱的影响，框架梁按拉弯构件设计；对U形平面底部拐角柱轴压比过大的情况，可采用型钢混凝土柱，提高柱的竖向及侧向变形能力；由于本工程多数框架为单跨，设框架的抗震等级为三级；考虑本工程平面形状的不规则，地震作用按多方向地震作用及双向地震作用计算。

软件大厦SATWE计算整体模型

软件大厦ETABS计算整体模型

5 主要结构设计介绍
5.1 上部结构斜柱、斜框架设计

本工程外侧框架柱底部为800×1000（内有型钢）矩形柱，φ1000~φ900圆柱；自3层起为φ800直柱+斜柱；中部为φ800圆柱；内侧为φ600~φ800的圆柱（包括裙房）。U形平面中部及两翼楼梯间剪力墙厚度为300mm。混凝土强度等级为C40~C30。本工程采用PK，SATWE软件对径向斜框架进行平面分析，采用SAP2000软件建立空间模型对该部分框架进行有限元分析。根据分析结果指导上部结构斜柱、斜框架设计。

软件大厦斜柱根部构造详图

5.2 整体结构抗倾覆设计

本工程自3层起U形平面外侧整体悬挑3m，整体结构通过斜框架外倾约为9°，加上自5层起U形平面端部向底部45°斜向收缩，使整体结构质心上移、外移，整体结构倾覆力矩加大，结构设计中采取了一系列措施：加强上部结构的整体拉结、加强斜向框架的抗震构造、加强上下层框架的连接、加强U形平面中部框架柱、重点加强整个地下室的整体性、加强本工程的竖向构件的承载能力、主体结构U形平面中部结合建筑功能布置剪力墙等，从而增加安全储备，提高其整体抗倾覆能力。

5.3 主楼与裙房及纯地下室间沉降差异设计

本工程主楼部分荷载较大，而裙房部分特别是纯地下室部分在正常使用期间荷载较小，在洪水位作用下甚至需考虑抗拔作用，因此两者沉降差异较大，基础设计时具体考虑了主楼与裙房采用不同的桩径及桩长、施工期间主体结构与纯地下室间设置沉降后浇带、采用桩筏模式及桩承台模式分别计算沉降，加强相邻部位的地下室顶板的刚度和配筋等。目前该建筑已投入使用多年，主体结构完好，未出现裂缝或渗漏等。

注：原文内容装载在建筑结构

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