兰州国芳大酒店筒中筒超限高层结构设计

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1、兰州国芳大酒店筒中筒超限高层结构设计摘要：本文重点介绍了兰州国芳大酒店现浇钢筋砼筒中筒超限高层的结构布置，抗震计算分析，主要抗震措施及有关的结构概念设计。同时对本工程设计中几个主要问题的处理，也进行了较详细的讨论和介绍，可供同类工程设计时参考。关键词：高层筒中筒抗震预应力1工程概况兰州国芳大酒店位于兰州市东方红广场，是兰州国际博览中心二期工程，为一五星级酒店兼商务写字楼及商场的大型超高层公共建筑。总建筑面积约9万m2，分主楼和裙楼两部分。其中裙楼为酒店附属用房，地下两层，地面以上九层，总高43.4米。主楼地下三层，为车库和六级人防兼设备用房，地面

2、以上39层，由办公、客房及公共用房组成，1-9层层高为4.8米，标准层层高为3.1米和3.15米，39层为带夹层的旋转餐厅，层高10米，建筑主体高14418米。另出屋面设有三层塔楼，建筑总高为161.9米，是兰州市中心繁华区内最高的一座建筑（见图1）。该工程抗震设防烈度为8度，属高度超出现行规范规定较多的超限高层建筑。按建设部59号令的要求，先后通过了全国和省超限高层建筑抗震设防审查委员会对初设和施工图的抗震设防专项审查。该工程主楼和裙楼间采用了抗震缝，限于篇幅，本文仅介绍主楼部份的结构设计。2地基与基础2.1基础持力层的选择本场地地层结构简单、

3、稳定，建筑场地类别为Ⅱ类。各地层分布自上而下依次为:1、杂填土：厚度0.9~2.5m，以粉土为主。2、卵石层：顶面埋深约0.9~2.5m，厚度4.7~9.7m。3、砂岩层：顶面埋深7.1~12.5m18，未穿透，表层9m左右强风化，地基承载力标准值fk=500kPa，E0=45MPa，层面由西向东有一定坡度，下部为微风化，E0=85Mpa。主楼地下三层，强分化砂岩层将成为基础持力层。这类砂岩有一个很大的特点就是在不受扰动的情况下有很高的承载力和变形模量，而在空气中暴露遇水后承载力和变形模量有很大降低。兰州地区高度在100m之内的建筑以该类强分化砂

4、岩层为持力层已是很普遍和成功的做法，但是作为高度144m、基底压力设计值达800kPa的建筑物持力在天然地基上是否可行，成为地基选择中最关心的一个问题。通过以下的一些措施和分析计算，并经多次专家论证后，认为采用天然地基方案是可行的。1、加大基础埋深，将基底标高置于-15m左右，一方面可提高上部超高结构的抗倾覆能力，另一方面可将强分化砂岩层表面2~3m性能最不好的风化层剔除，且避免由于强分化砂岩层顶面有坡度而使主楼基底一半置于砂岩层表面，而另一半已处于砂岩层下一定深度。尽量使基础坐落在均匀、性能较好的强分化砂岩上。182、由于基础有较大埋深，经过深

5、宽修正后的地基承载力设计值能够满足基底压力的要求。而对地基变形验算也表明，最终沉降量很小，约55mm。另由于基底下2m范围内因砂岩风化程度不同所引起的差异沉降更小，不存在整体倾斜问题，故地基承载力及变形均能满足要求。3、基坑开挖后进行的原位载荷试验证明设计所用地基承载力标准值是可靠的。在5个试验点的数据中除2个点位由于试验条件不好，载荷板下砂岩浸水软化导致承载力极低外，其余3个点位承载力很高，加载到1900kPa时尚可继续加载，p~s曲线上未出现比例界限。2.2基础选型根据上部荷载和地下使用功能，选用刚度较大的箱形基础（地下第三层）。内外筒间在柱

6、网位置处设置800mm厚墙体，基础底板厚1200mm。为增大基础底面积，减小基底压力，使外筒柱轴力在基底扩散更加均匀，箱基底板和墙体在外筒柱位置向外挑出3米。18基础内力分析受到地基模型、基础模型、上部结构刚度以及各种参数条件的影响，经常使不同计算方法的结果之间有或多或少的差异。本工程通过简化手算和专业软件BOX的弹性地基梁方法相互配合进行多种模型下的基础内力计算，综合分析后确定设计内力。主楼和裙房间在地上部分设抗震缝隔开，地下连为整体，并设后浇带解决二者不均匀沉降问题。3上部结构3.1结构选型及布置3.1.1结构选型本工程主体高144米，平面布

7、置规则，接近正方形，经技术经济分析采用现浇钢筋混凝土筒中筒结构。内筒为剪力墙（平面长宽分别为21m和12.6m），外筒由密柱高裙梁组成（平面长宽分别为45m和36.6m）。另结合建筑功能在外筒体四角处布置部分剪力墙，以增强结构抗扭刚度和外筒的整体抗弯能力。标准层结构平面布置见图2。183.1.2体型参数为保证本工程筒中筒结构的空间受力性能和承载力，设计中对各项参数在满足建筑功能的前提下，尽量控制在合理范围内。其中：结构平面长宽比1.23，结构高宽比短向为3.9、长向为3.2，内筒高宽比长向为12.5、短向为7.5，内筒面积占楼层面积的16%。外筒

8、柱距4.2m，外筒标准层立面开洞率为39%，洞口高宽比0.64和层高与柱距之比0.74基本接近。3.1.3主要结构构件外筒柱在底层为适应