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框筒结构和节点补强设计有方
发布时间：
2023-11-08 11:02
针对钢管混凝土框架—混凝土核心筒体系，在结构选型时，对比了设置伸臂桁架和加强层两种结构方案。
第一是分别在22和35两个避难层设置伸臂桁架和边桁架，不仅用钢量增加，并且由于外框架柱距较大，抗弯刚度小，而核心筒刚度大，层间侧移只减小2%，效果不显著。伸臂桁架的设置也受建筑使用功能的限制，只能在设备层或避难层设置。第二是在用钢量不增加的情况下，分别在23、24、36、37和50层设置了钢骨混凝土梁加强层，层间侧移减小10%，大大提高了结构的抗侧刚度。所以该工程采用设置加强层的结构方案。
该工程分别在23、24、36、37和50层设置五层钢骨混凝土梁加强层，且与核心筒刚接。地下三层为钢筋混凝土框架柱、地下一、二层为外包钢管混凝土框架柱，地上部分采用圆钢管混凝土柱，地下一、二层采用钢筋混凝土框架梁，1、23、24、36、37和50层采用钢骨混凝土框架梁，其余层均采用钢梁，并全部采用现浇钢筋混凝土楼板，核心筒采用钢筋混凝土，内置H型钢梁柱。钢管混凝土柱从Φ1200×24依次减小到Φ1000×16，内灌筑混凝土强度从C60依次递减到C40。核心筒截面从800毫米依次递减到500毫米，混凝土强度从C55依次递减到C40，钢材选用Q345B。标准结构平面布置图和整体三维结构模型如图2所示。
结构分析
计算原则根据国家现行设计规范和《青岛开发区国际贸易中心岩土工程勘察报告》的有关规定：
A座塔楼结构设计使用年限为50年，抗震设防烈度为6度(0.05克)，设计地震分组为第二组，建筑物场地土类别为Ⅱ类，建筑抗震设防类别为丙类，但应加强抗震措施，采用CQC振型反应谱法并考虑偶然偏心的影响，阻尼比取0.04;基本风压为Wo=0.7千牛/平米(重现期100年)，地面粗糙度为B类[1];结构安全等级为二级，钢筋混凝土筒体抗震等级为一级，钢管混凝土柱轴压比不大于0.85，层间位移角限值为1/615，顶点最大加速度限值为0.25[2]。
计算结果该工程主要采用SATWE进行整体内力位移计算，并作为结构设计的主要依据。同时采用PMSAP和MIDAS/GenV6.9.1程序进行结构分析校核。不同程序的计算结果如表1所示。
从以上对结构自振基本周期、风荷载和地震荷载作用下的底部剪力、倾覆弯矩、层位移、层间位移角、顶点最大风振加速度等分析结果的比较可以看出，三种程序的计算结果基本一致，并均满足高规(JGJ3-2002)的有关规定，从而验证了SATWE模型及其结果的可靠性。结构的第一振型为Y向平动，第二振型为X向平动，第三振型为扭转，累计有效质量系数均大于90%，所选振型数满足规范要求，T3/T1<0.85[2]，侧向与扭转刚度的控制也满足规范规定。从表1的结构侧向位移可以看出，Y方向的风荷载起控制作用，X方向的风荷载、Y方向的地震荷载次之，X方向的地震荷载最小，由此可见该工程由风荷载起控制作用。
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