【结构精品案例】北京葛洲坝大厦办公主楼结构设计

 

整体夜景照

工程概况

北京葛洲坝大厦位于北京市西大望路东侧、大郊亭一街北侧，总建筑面积为


11.27


万


m


²


。建筑效果图见图


1


，剖面图见图


2


。

 

图1 建筑效果图

 

图2 建筑剖面图

地上约


8


万


m


²


，由


1


幢办公主楼、大堂门厅、


2


幢商务酒店和


4


层的裙楼组成，地下室


3


层，埋深


15.6m


。其中办公主楼地上


24


层，主要屋面结构高度


117m


，平面外柱轴线尺寸为


44.1m


×


37.8m


，核心筒外轮廓尺寸为


27.0m


×


16.5m


，


1


～


层层高为


6m


，标准层层高为


4.5m


。商务酒店地上


24


层，主要屋面结构高度为


73.42m


，平面轴线尺寸分别为


54.6m


×


13.8m


和


46.8m


×


13.8m


。为保证办公主楼嵌固端剪力在地下室顶板有效传递，地下室不设缝连成整体。本工程已于


2014


年


5


月全部竣工并通过验收。

2   结构选型

结合建筑平面及立面造型，办公主楼采用钢筋混凝土筒中筒结构体系，外部密柱框架主要由钢筋混凝土梁、柱组成，密柱截面尺寸为


400


×


800


，地上标准层密柱与底部大柱网采用型钢混凝土梁、型钢混凝土柱转换结构，如图


3


所示；内筒为钢筋混凝土剪力墙。办公主楼入口大厅为三层通高单跨框架，与裙楼通过防震缝分开；大厅采光屋面采用单向张弦梁钢结构（图


4


）。纯地下室采用现浇钢筋混凝土框架结构。

 

图3 转换构件布置图

 

图4 张弦梁钢结构大厅屋盖

3   关于是否为超限设计的界定

3.1 不规则情况

（1）办公主楼外框筒密柱共78根，柱距2.1m（图5）。其中南立面有12根柱在3层顶板处转换为柱距8.4m，转换柱采用型钢混凝土柱，延伸至地下2层底板，其余外框筒柱在地下1层顶板处转换为6.3m柱距。

图5转换层结构平面布置图

（2）由于办公主楼2层南侧局部楼板挑空，造成南侧3个转换柱成为双向穿层柱，1个转换柱及6个框筒柱成为单向穿层柱，穿层高度均为两层。

（3）由于上述两条局部不规则，导致在X向偶然偏心地震作用下，与转换层相邻的个别楼层的扭转位移比超过1.2，其中1层最大为1.27、3层为1.26，相应的层间位移角分别为1/4 084和1/2 941。

此外，其他计算指标均满足高规要求。

3.2 专家意见

专家认为：该结构不落地框筒柱所承担的静力荷载和地震剪力均小于本层的10%，12根不落地框筒柱承担的地震剪力仅占基底总剪力（按0.2V0调整后）的3%、承担的静力荷载面积仅占楼层总面积的7.9%；水平转换构件距地面18m，占结构总高度的15.3%。最后判定：该结构属于局部转换结构，规范的最大适用高度可不降低；该结构不规则性相对较轻，不属于超限高层建筑结构。

4   抗震加强措施

通过计算分析，针对工程特点，在设计时采取了下列抗震构造措施：1）转换部位框架柱采用型钢混凝土柱，提高了转换柱的延性和承载力（图6）；2）核心筒角部的约束边缘构件贯穿建筑物全高；3）在核心筒剪力墙约束边缘构件层与构造边缘构件层之间设置两层过渡层，过渡层边缘构件配箍特征值

λ


_v

满足0.10<

λ


_v

<0.12；4)通过在大厅采光屋面合理布置屋面水平支撑来增加屋面刚度，使大厅扭转位移比满足高规要求，另外也为山墙抗风柱提供支座；5)适当提高剪力墙竖向钢筋的最小配筋率；6）对于二层楼面局部挑空形成的不连续楼板，板厚增加至150mm，板钢筋上下通长配置并提高配筋率，同时加强洞口边梁，以加强楼板刚度，有效传递水平力；7）对于大堂以及二层楼面局部挑空形成的穿层长柱，设计方法为：剪力按同层短柱剪力取值，计算柱端弯矩，并按长柱计算长度核算穿层柱的承载力，提高结构抗震安全性；8）因转换层地震水平剪力有突变，为传递地震剪力，转换层楼板（4层底板）做加强处理。

图6 转换构件截面及节点图

以下图片由作者张格明提供：

大堂实景照片

 

门厅

 

大堂张弦屋面

 

裙楼施工

 

大堂中厅施工

 

1#


主楼施工阶段