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立面连续倾斜凹凸的杭州望朝中心结构设计

发布于：2022-11-23 09:53:23 来自：建筑结构/混凝土结构 [复制转发]

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立面连续倾斜凹凸的

杭州望朝中心结构设计

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文/丁浩，杨学林，等

杭州望朝中心建筑功能为商业金融业、办公楼用房，位于杭州市萧山区钱江世纪城的盈丰路东侧，市心北路北侧。总建筑面积为16.2万m ² ，地下共设4层地下车库，地上共57层，主楼结构高度为249.90m，塔冠共4层，屋顶层高度为288m，为各立面均呈连续倾斜凹凸的特殊体型；裙房地上共10层，建筑高度为50m。

▲ 杭州望朝中心建筑效果图

▲ 杭州望朝中心建筑实景图

项目概况

杭州望朝中心主楼采用 钢管混凝土抗弯框架-钢筋混凝土核心筒体系 ，裙房采用钢结构框架-支撑体系。

主楼重力体系由组合钢梁、钢筋桁架楼承板组成，连接核心筒和外框柱的钢梁两端均为铰接。抗侧力体系由位于中央的钢筋混凝土核心筒墙和周边的钢管混凝土抗弯框架组成。底层大厅的上方设计了3榀38m跨度的空腹桁架用于转换西侧、北侧和南侧的次柱，以形成一个敞开的12m通高大堂空间。

▲ 杭州望朝中心15层结构平面布置图

▲ 杭州望朝中心抗侧力体系示意图

杭州望朝中心底部空腹转换桁架模型图

裙房重力体系由组合钢梁、钢筋桁架楼承板组成，抗侧力体系由钢框架和斜支撑组成。

▲ 杭州望朝中心裙房4层结构平面图

▲ 杭州望朝中心裙房结构模型图

结构设计特点

特点1

减小结构风致响应的研究

设计对策：

（1）沿竖向高度改变平面宽度，平面宽度总体上呈收小趋势，从底部48.5m宽收小到塔冠处29.6m宽，让旋涡脱落特性随着建筑高度而变化，使其不具备规则性和周期性。

（2）周边切角，各楼层切角宽度为4.8~10.5m，达到平面宽度的10%~20%,有效降低了横风向涡激振动的幅度。

（3）各立面连续倾斜凹凸，降低横风向涡激振动的相关性，使结构不具备足够的共振条件。

通过以上措施，本工程的风致响应得到了全面优化， 设计风荷载大幅下降高达30%以上 。

特点2

有效减小混凝土核心筒尺寸的研究

在设计中,充分贴近建筑外表面 设置空间连续斜向钢柱构件 ，地震作用下框架部分计算分配得到的楼层剪力：多数楼层平均值达到基底剪力的19.6%(X向)和17.1%(Y向)，最大值达48%(X向)，最小值达8.0%(Y向)，均大大超过普通框筒结构中框架承担的楼层剪力比例，直接减小了混凝土核心筒的抗侧力负担， 减小了核心筒尺寸和筒体墙厚 。

特点3

降低转换桁架内力，优化构件截面的研究

为满足建筑立面要求、减小桁架构件截面，需降低桁架内力，设计采用同一楼层分步施加恒载和部分楼层楼板滞后施工的方法，即2~16层楼板整体后浇，先浇捣17、18层楼板，待空腹桁架和上部各楼层(至 18 层楼面)形成整体作用以后，再二次浇捣2~16层楼板。使 得主控的桁架弦杆弯矩值有显著下降， 其中下弦杆的下降幅度达23%，桁架跨中的挠度在恒载作用下降低了约26%，在恒载+活载作用下降低约23%。 有效减小了构件截面 。

特点4

抗连续倒塌的研究

采用拆除构件法进行抗连续倒塌分析，将3~4层转换桁架的腹杆拆除，用考虑P-Δ效应的线性静力法计算剩余结构。

计算结果显示，原转换桁架上的不落地次柱转化为吊柱，由抗压转变为抗拉并承担全部楼面荷载，应力比为0.53，角柱继续抗压，应力比为 0. 68， 整体结构不会因转换桁架破坏而出现连续倒塌。

特点5

孔隙承压水作用下保证经济性的基础设计研究

因下部土层存在孔隙承压水,经抗突涌验算最小隔水层厚度，得到基底标高需不超过-18m，因此 主楼基础采用筏板整体上翻 的做法，上翻区域板厚4.35m，其余区域板厚1.0m。

主楼采用桩径 900mm的钻孔灌注桩，以⑧ _-2 圆砾为持力层(桩端后注浆)，有效桩长约37m，与以下部⑩ _-2 中风化岩石为持力层相比，以⑧ _-2 圆砾为持力层的有效桩长可减短22m。计算最大沉降量6cm，至结构封顶时实测不到2.5cm。