基于多个案例的结构抗震设计思考

发布于：2023-07-24 14:34:24 来自：建筑结构/结构资料库 [复制转发]

全国工程勘察设计大师，中国建科首席专家，中国建筑设计研究院有限公司总工程师，中国勘察设计协会结构分会会长 任庆英 在“ 第八届工程结构抗震技术交流会 ” 上做了题为 《建筑结构抗震设计的思考》 的精彩报告！

报告主要以 南京青奥中心 、 首都博物馆东馆 、 海南大厦 这3个典型项目为例，详细介绍了抗震（体系）设计、抗震（隔震）设计和抗震（减震）设计。

案例一：南京青奥中心

第一个案例是 南京青奥中心 ，项目总建筑面积49万㎡，作为第二届世界青年奥林匹克运动会会议中心及接待酒店使用；会议中心地上六层，建筑高度45m，建筑面积约12万㎡；星级酒店和商业办公建筑地上建筑面积约25万㎡，包括两栋高度分别为255m和314.5m的超高层。

首先详细给出了基本设计参数、塔楼的楼层设置、体型参数的选取等。然后重点介绍了 结构选型 ，最终确定的抗侧力体系为 钢管混凝土密柱框架—钢筋混凝土核心筒混合结构体系 。最后对全逆作施工和有关节点施工图进行了介绍。

案例二：首都博物馆东馆

第二个案例是 首都博物馆东馆， 项目位于北京市通州区，六环路与大运河交叉点东南侧，西侧和南侧是东六环西侧路，规划用地范围属“绿心起步区”内“市民文化休闲组团”。项目总建筑面积97000㎡，根据藏品和陈列类别划分，该博物馆属于“ 特大型综合类博物馆 ”，博物馆建筑分别由“市民共享大厅”和“主楼”两栋建筑组成，其中，“市民共享大厅”地上一层，地下一层，建筑高度19.5m；主楼地上三层，局部设夹层，地下二层，建筑高度34.9m；两栋建筑通过架空连廊和地下展陈通廊连接。

1）首先详细介绍了 工程概况 。2）重点介绍了 结构体系的确定过程 ，最终根据建筑功能及建筑形式，分为南北两栋独立的结构单体，中间设置空中连桥，连桥两端采用滑动简支支座使得北侧与南侧单体完全脱开。B楼（市民共享大厅）拟采用 钢-木混合排架结构 ，并沿幕墙布置柱间支撑；A楼（主楼）拟采用 钢筋混凝土框架结构 ，屋面采用 大跨度钢结构 。3）列举了结构设计中的一些关键问题，如隔震缝、隔震沟的设置，隔震层的布置位置，隔震支座的选用等。4）介绍了施工情况。

案例三：海南大厦

第三个案例是 海南大厦 ，项目总建筑面积24.4万m2，包括主楼、副楼及裙房。主楼地上46层，高198.6m，副楼地上17层，高76.8m，地下四层，其中17层、31层、屋面为避难层，屋顶设直升机停机坪；副楼地上17层，高76.8m，地下四层；主楼、副楼与裙房在地上通过防震逢分成2个独立的结构单元。

（1）结合结构平面图详细介绍了主楼与裙房和副楼的连接、避难层的设置等。给出了结构 体型参数 ，包括主楼结构高度、楼层布局、高宽比，副楼结构高度楼层布局等。

（2）基于结构设计的自然条件（包括基本风压、抗震设防有关参数、地震反应谱等），介绍了结构体系的选型，最终主楼选用 带加强层的组合结构框架-钢筋混凝土核心筒结构体系 ；副楼选用 钢筋混凝土框架核心筒结构体系 。

（3）列出了 结构超限情况及抗震设防目标 ，从建模、地震波的选取等方面详细介绍了 小震弹性静力分析 的过程，列举了分析结果（包括层间位移角、构件损伤情况——加强层）。

（4） 楼面系统设计 ：框架梁与次梁采用蜂窝梁；相对实腹梁省钢约10%，且方便设备管线布置，节约层高。框架梁端部加腋（腹板、翼缘），经济合理，简化梁柱节点。次梁考虑与楼板的组合效应，充分利用材料性能；框架梁、次梁与核心筒筒体采用梁窝实现铰接连接，提高钢结构构件的加工制作、安装的做操作性。

（5） 伸臂桁架 ：综合考虑有限元分析结果、施工、后连接以及有限刚度等特点， 对伸臂桁架节点进行优化设计 。1）增加伸臂桁架处钢柱壁厚，使用Q390GJ钢材；2）弦杆在梁柱端加腋，简化节点施工；3）斜腹杆考虑后连接，以及施工阶段的变形。采用等强熔透焊接连接。

（6） 腰桁架： 斜腹杆采用承载型防屈曲支撑（屈服承载力13250kN），屈服后承载力高，易于实现有限刚度的原则。斜腹杆连接节点采用焊接方式，保证斜杆后连接的施工要求。

（7） 防屈曲支撑： 四角设置防屈曲支撑增加外框架二道防线作用 。设计原则：小震下保持弹性，中震时进入屈服，发挥其耗能作用，以及其耗能能力。同时保证其大震时有足够的延伸能力，不发生破坏。节点设计：根据建筑美观要求，防屈曲支撑的可更换性，节点采销轴连接。