酒店塔樓結構設計思考范文

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1結構計算分析

1．1多遇地震作用下反應譜分析表2為彈性反應譜分析結構主要計算指標，兩個軟件的計算結果相近，均滿足規范［1］要求。

1．2彈性時程分析選取2組實際地震記錄(L0061、L0586)和1組人工模擬的加速度時程曲線(L7404)，采用SATWE程序進行多遇地震作用下的彈性時稱分析，時程分析與反應譜分析的基底剪力見表3，滿足規范［1］要求。

1．3動力彈塑性分析對結構進行三組地震記錄三向輸入，并輪換輸入主方向，共計6個工況進行大震動力彈塑性分析［2］，分析結果表明:X、Y兩個主方向結構最大層間位移角分別為1/145及1/198，滿足規范［1］不大于1/100的要求。結構兩端筒體墻肢、底部、結構樓層剛度及剪力墻厚度發生突變樓層的剪力墻損傷相對顯著，設計中增大上述位置剪力墻的配筋，尤其是增大抗剪有利的分布鋼筋。轉換桁架及鋼管混凝土斜柱抗震性能良好，構件未出現塑性，處于彈性工作狀態。連梁基本全部破壞，形成了鉸機制，結構屈服機制合理。

2關鍵構件及連接設計

2．1轉換桁架圖3為轉換桁架結構布置簡圖，斜柱根部兩側跨度50m，寬度20m，采用二次鋼桁架轉換方案，上部樓層中柱的豎向荷載在設備層通過2．15m高次桁架轉換到位于二側的7．70m高的主桁架上，為增加轉換桁架的空間剛度和結構的冗余度，次桁架雙向正交布置。二側斜柱采用矩形鋼管混凝土，截面1400x800x80(Q390GJ)，內灌C60混凝土;主桁架均采用箱形截面，弦桿截面1100x600x60(Q390GJ)，斜柱延伸至上弦兼作桁架斜腹桿，其余腹桿主要截面為800x600x35(Q390GJ);次桁架采用焊接H型鋼，材質Q345GJ，弦桿600x600x25x40，腹桿主要截面為500x500x25x40。斜柱作為轉換結構的關鍵構件，性能目標定位在大震下構件不屈服，不屈曲，并考慮豎向地震及偶然荷載作用的要求。采用SAP2000軟件對轉換結構進行線性屈曲分析，前三階屈曲模態均為整體屈曲，屈曲荷載因子分別為8．95、13．08、13．12，具有較好的整體穩定性及安全儲備。根據該項目超限高層抗震專項審查專家組意見，對鋼管混凝土斜柱在地震荷載工況下是否參與傳遞水平力進行了分析，計算表明:小震下，所有斜柱X向最大水平剪力為同層X向水平剪力的8．5%，Y向最大水平剪力為同層Y向水平剪力的9．3%;說明結構水平地震力的傳遞途徑主要是通過樓面的水平剛度傳給了兩側的混凝土筒體。為保證施工過程中結構的穩定和大震下樓板破壞后的整體剛度，在主桁架上下弦樓蓋平面內布置水平鋼支撐，鋼支撐的設計按大震下樓板傳遞的水平剪力設計，截面為350x250x16(箱形)。上下弦樓蓋及其相鄰跨混凝土部分板厚均取180mm，根據有限元計算結果按板帶配筋，沿弦桿方向板帶鋼筋伸入相鄰跨混凝土部分樓板，轉換結構部分樓蓋待上部樓層施工完畢后澆筑。

2．2連橋及其支座設計架空連橋寬度5m～10m，外弧桁架跨度31．8m，內弧桁架跨度44．5m，桁架高度10．9m～5．4m;一端與裙房框架柱剛性連接，另一端采用鉛芯橡膠支座支撐于轉換桁架下弦桿并與其弱連接。連橋坡道斜板及上弦屋面板按殼單元，考慮面內及面外剛度與裙房整體計算分析，并考慮舒適度要求及豎向地震作用，內弧桁架結構立面見圖4。為確定連橋滑動端支座承載力及罕遇地震下水平位移，采用ETABS軟件建立酒店塔樓及裙房整體空間模型(圖1)，鉛芯橡膠支座采用連接單元Isolator1［3］模擬，X、Y方向考慮其非線性屬性賦予鉛芯屈服前彈性剛度、鉛芯屈服力及屈服后剛度對彈性剛度的比值，Z方向不考慮非線性屬性賦予有效剛度極大值。輸入三組時程曲線(每組各兩條水平方向及一條豎向)，分別按多遇地震及罕遇地震加速度時程最大值，對各時程工況、恒載、活載以及風載進行荷載效應組合。多遇地震下，連接單元最大水平剪力820kN;罕遇地震下，連接單元最大向壓力14812kN，未出現軸向拉力，連接單元兩端最大相對水平位移176mm。考慮到大震下鉛芯屈服，且主體結構構件進入彈塑性狀態后對位移的影響，最終取隔震支座參數為:水平屈服力850kN，豎向抗壓承載力15000kN，滑移量±250mm，外輪廓尺寸≤1250X1250，高度≤500。

連橋滑動端節點連接做法見圖5，支座限位鋼板承載力及位置按大震下連接單元水平剪力及兩端相對位移確定。采用SAP2000軟件建立有限元模型，板件按面對象，具有截面屬性的殼單元模擬，單元最大劃分尺寸為100mm，應力云圖見圖6，最大應力為239N/mm2，位于連橋內弧桁架支座的外挑箱梁上翼緣與轉換桁架下弦桿腹板交接面，設計中適當加大該處板件厚度并合理的布置內加勁板。

作者：曾慶鵬 單位：中元( 廈門) 工程設計研究院有限公司