【结构精品案例】高276m杭州博地世纪中心北塔楼结构设计

本帖最后由 陈剑 于 2016-3-12 12:01 编辑

杭州博地世纪中心位于杭州市钱江世纪城商业中心圈，工程由三座塔楼（南塔楼1、南塔楼2、北塔楼）及裙房组成，塔楼均作为商业办公。

商业裙房地上4层、地下3层，地下1层为自行车库、设备用房和汽车库，地下2层和地下3层为汽车库；南塔楼1地上34层，地下3层，南塔楼2地上33层，地下3层，结构高度均约为145m；北塔楼地上57层，地下3层，结构高度约为276m，北塔楼总建筑面积约为14万㎡，其中地上建筑面积约为11.5 万 ㎡，地下建筑面积约为2.5 万 ㎡。

本文主要介绍北塔楼相关结构设计，杭州博地世纪中心建筑效果图见图1，北塔楼建筑剖面图见图2。目前现场正在施工中。



北塔楼主体结构高度约276m，超出《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3—2010）中规定的6度区混合结构最大适用高度（220m）25.7%，应按超限高层建筑考虑。结构高宽比为6.2，核心筒高宽比为13.2，依据建筑功能的要求及结构布置，主体结构采用钢管混凝土框架柱+钢筋混凝土核心筒结构体系。

主体结构平面呈切角等腰倒圆角三角形，如图3所示，宽约54m，长约45m。钢管混凝土框架柱底层截面为φ1300，钢管壁厚28mm，向上逐渐收缩至截面φ800，钢管壁厚18mm；核心筒外墙底层厚度为900mm，向上逐渐收缩至500mm。钢管混凝土框架柱内混凝土强度等级由底层C60降为顶层C50，核心筒混凝土强度等级由底层C60降为顶层C35。钢结构主要材料为Q345B，27层及以下钢管采用Q345GJZ-C。

各层钢管混凝土框架柱径厚比控制在45左右，套箍系数控制在1.0，含钢率控制在8%～10%范围内，框架梁采用H型钢，与柱刚接、与剪力墙铰接；次钢梁与竖向构件和主钢梁的连接均为铰接，计算时次钢梁考虑组合楼板作用。楼板采用钢筋桁架自承式楼板。

本工程核心筒长约29m，宽约23m，标准层核心筒区域面积占平面尺寸面积比较大，约为25%。同时在建筑立面收缩处不取消墙体而是采取斜向剪力墙方式渐变收缩，避免了竖向刚度突变和薄弱层的出现，因此在满足位移及刚重比要求的前提下，不对结构设置加强层。

主要超限有：1）本工程结构高度超过混合结构最大适用高度；2）考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.2；3）2层楼板开大洞，开洞面积大于30%；4）41层相邻层刚度变化大于70%，因此本结构属于复杂超限高层混合结构。

按照建筑功能需要，本工程南立面自42层开始斜向内缩。经过方案对比，42～53层南侧核心筒外墙通过斜向剪力墙的方式来满足建筑需要。采用SPASCAD软件计算斜向剪力墙。主体结构模型及斜向剪力墙模型见图4，46层斜向剪力墙SPASCAD软件计算结果与SATWE软件计算结果对比见图5。


本工程斜向剪力墙倾斜角度大约为15°，坡度较缓，同时平面外有侧向墙体及梁板支承，分担了其平面外的受力。由于斜向剪力墙在上升过程中墙身向两侧延展，为了增强其稳定性及承载能力，在其角部内埋型钢柱。


综合专家组的意见和分析计算结果，本工程主要采取以下加强措施：
（1）提高底部加强区以及框架所承担剪力小于0.1Q0楼层的筒体剪力墙的水平分布筋的配筋率（加大至0.35%～0.6%），提高约束边缘构件的配筋率（加大至1.2%～1.5%）。
（2）在核心筒的四角、底部加强区主梁连接部位设置型钢暗柱，南面剪力墙除角部外的型钢一直延伸至42层。
（3）适当提高连梁箍筋配筋率。
（4）核心筒外筒在楼层标高处增设暗梁。
（5）底部加强区竖向构件抗震等级提高至一级，裙房抗震等级提高至二级。
（6）对于楼板不连续、开洞较大的楼层，加大本层及其上、下楼层的楼板厚度，同时提高楼板配筋率。
现场施工照片：


现场主体结构区域




钢筋桁架楼板

现场施工整体情况

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