【结构精品案例】极具骨感美的成都来福式广场结构设计

成都来福士广场总体结构设计

1 工程概况

成都来福士广场位于四川省成都市一环路与人民南路交界处，总建筑面积约31.2万m2，其中地下部分约11.6万m2。项目由5座呈半围合形不等高的塔楼（T1～T5）、裙房以及4层地下室组成（图1）。T1和T2为办公楼，均为２~９层，结构主屋面高度均为119m；T3和T4为酒店，分别为３５层、３３层，结构主屋面高度分别为118，112m；T5为公寓，为３２层，结构主屋面高度为109m；地下室功能为商业、车库及设备用房。典型的建筑平面见图3~6。

2 结构设计面临的挑战

2.1 丰富的立面造型

该工程造型的突出特点包括：突出悬挑、斜向悬挑、立面开大洞、立面收进、竖向构件不连续、空中连桥等。这些独特的造型给具体的结构设计带来了极大的困难和挑战。

2.2 清水混凝土立面

建筑物主要外立面（柱、梁及斜撑外表面）采用浅色清水混凝土，清水混凝土面积约为6万m2。浅色清水混凝土表面不设置对拉螺杆孔眼及明缝；清水混凝土强度等级高，10层以下竖向构件多为C60；节点复杂（尤其是型钢混凝土结构）给清水混凝土的浇筑带来极大难度部分构件（大悬挑及转换桁架）清水混凝土的浇筑需要延迟施工。根据所掌握的资料，国内尚无设计先例。

3 结构体系

3.1 主体结构

塔楼结构主体形式为钢筋混凝土带斜撑的密柱框架-剪力墙结构，部分特殊部位（如大跨转换桁架、幕墙后斜撑、T3东南幕墙后方结构、T4突出小塔楼等）采用钢结构。塔楼结构竖向荷载主要由内部混凝土筒体、外圈带斜撑的密柱框架结构以及部分内部剪力墙和柱承担。对于塔楼，其纵向抗侧力主要由纵向混凝土墙和带斜撑的密柱框架承担（图8），其横向抗侧力主要依靠筒体、横向剪力墙、钢桁架、框架或带斜撑的框架中的两种或数种提供（图9）。

3.2 高位悬挑

在高位突出悬挑的端立面及侧立面上设置交叉钢斜撑，交叉钢斜撑与部分楼层水平梁在立面上形成内桁架，内桁架为数层高，具有良好的刚度。悬挑区内的楼面梁将楼面竖向荷载向落地墙、柱以及悬挑端立面上的桁架传递。悬挑端立面上的桁架再将竖向荷载传递给两侧的侧立面框架，传力途径如图10（a）所示。对于斜向悬挑，斜柱上端传递下来的竖向荷载会使斜柱产生一个外倾的趋势，需依靠楼面内梁将其拉结，在上部竖柱与斜柱转折点位置，楼面梁内拉力最大，为关键部位。斜向悬挑竖向荷载的传力途径示意见图10(b)。

3.3 竖向构件不连续

部分竖向构件不连续，比如T1因主入口洞口的存在，导致西北主立面上有5根柱不落地、楼内部有2根柱不落地、东南主立面上有3根柱不落地（图11）。

3.4 立面开大洞

针对立面开大洞的情况，在主立面上设置斜撑（图12），斜撑和洞口上方框架梁、柱共同受力，实现整体结构受力的转换。

3.5 立面收进

部分塔楼（如T4）结构顶部收进过多（图13），引起抗侧刚度急剧减小，地震中易出现鞭梢效应，使结构破坏，采取以下措施：1）提高竖向构件性能目标；2）收进楼层采用钢柱或型钢混凝土柱及钢梁，3）与建筑协调，采取增设框架梁、斜撑等措施，尽量增大收进楼层刚度。

3.6 突出块体

T2东南立面有突出块体（图14（a）中圈起部分），最大突出厚度16m，突出块体中间两层通高，布置为报告厅，突出块体为钢桁架结构。

3.7 空中连桥

T2，T3间的连桥一端支座为铰接连接，另一端为橡胶隔震支座。采用无铅芯橡胶隔震支座GZP400，图15为空中连桥立面及节点详图。