西美五洲酒店結構設計分析

劉 旭 輝

(河北惠寧建筑標準設計有限公司，河北 石家莊 050021)

西美五洲酒店結構設計分析

劉 旭 輝

(河北惠寧建筑標準設計有限公司，河北 石家莊 050021)

以西美五洲酒店項目為例，介紹了結構設計的基本內容，闡述了結構設計特點和構造措施，以及推廣應用的新技術，通過對工程實例的介紹，為類似項目的結構設計積累了經驗。

懸挑結構，鋼桁架，抗震設防，構造措施

1 工程概況

西美五洲酒店位于石家莊市東南部裕華區，南臨槐安東路，東臨雅清街，西側為西美第五大道住宅小區，北側為金馬小區，交通便利。方案設計為國際知名公司凱達環球建筑設計咨詢有限公司。主樓地下2層，地上26層；裙房地下1層，地上5層，總建筑面積42 500 m2，建筑高度99.85 m。

西美五洲酒店工程設計基準期為50年，結構設計使用年限為50年。結構的安全等級為二級。本工程基本風壓取100年一遇，為0.40 kN/m2，地面粗糙度類別為B類。

2 結構體系

本工程結構類型采用框架—核心筒結構，高層塔樓和裙樓不設縫，連為一體。由于建筑平面功能和立面效果需要，多個位置水平外挑尺寸超出4 m，最長達到8.75 m，采用了鋼桁架和鋼梁懸挑體系，屬于復雜高層建筑結構中的懸挑結構。地基基礎設計等級為甲級，基礎形式為平板式筏形基礎。

3 結構計算分析

本工程采用了兩個不同力學模型的結構軟件進行整體分析，并采用彈性時程分析法進行補充計算。兩種軟件分別是中國建筑科學研究院編制的多層及高層建筑結構空間有限元分析及設計軟件SATWE和由廣東省建筑設計研究院和深圳市廣廈軟件有限公司聯合開發的廣廈建筑結構通用分析與設計軟件GSSAP。結構主要計算指標見表1。

4 抗震設防

建筑物抗震設防類別為丙類，抗震設防烈度為7度。設計基本地震加速度值為0.10g，設計地震分組為第二組，建筑場地類別為Ⅲ類。框架和剪力墻的抗震等級均為二級，與懸挑鋼桁架、懸挑鋼梁相交的框架柱、框架梁按一級采取抗震構造措施。設計中貫徹“強柱弱梁、強剪弱彎、強節點、弱桿件”的設計原則，并且突出抗震概念設計。

考慮到懸挑結構的重要性和復雜性，作為結構中的關鍵構件，一旦發生破壞失效，將影響結構的整體安全性。設計中采用抗震性能化設計對懸挑鋼桁架進行補充分析，選用B級性能目標和相應的抗震性能水準，即小震和中震彈性、大震不屈服。

表1 結構主要計算指標

5 設計特點

本工程懸挑體系的設計是整個結構設計中的關鍵點，設計時主要從兩個方面考慮，一個方面是懸挑體系及懸挑構件本身的安全度控制，另一方面是與懸挑構件相關連的主體結構及構件的加強，保證關鍵連接節點的可靠度。設計措施如下：

1)結合建筑功能，采用了相當于整個層高的全剛接鋼桁架懸挑結構，樓蓋體系為主次鋼梁，上鋪混凝土樓板，一方面減輕懸挑部位的自重，一方面又增加了懸挑結構的豎向剛度，而且具有較高的冗余度。2)在長懸挑的端部各片鋼桁架之間，均勻設置鋼柱，與上下層樓蓋處的封邊鋼梁組合成空腹鋼桁架，增大懸挑結構的空間剛度和整體性。3)懸挑構件截面的選擇留有足夠的安全度，控制截面的應力比不大于0.8。4)為了保證與鋼桁架的可靠連接，與鋼桁架相連的框架柱采用型鋼混凝土柱，與鋼桁架上弦桿相連的框架梁增設型鋼。5)與鋼桁架上下弦桿相連的樓板考慮樓板平面內的變形，加大板厚，上下層通長設置雙向鋼筋網，提高配筋率。6)與懸挑結構相鄰的結構關鍵構件提高一級采取抗震措施。7)對懸挑鋼結構的施工順序提出要求，保證與結構計算模型的一致性。

6 構造措施

1)主樓四個大角的樓板和筒體內樓板適當加厚，提高配筋率，增強結構的整體性和抗震性能。

2)薄弱部位樓板加厚并增加配筋(如中庭樓板開大洞口處周圈樓板)。

3)角柱、短柱全高箍筋加密，越層柱加強配筋，提高變形能力。

4)主樓和裙樓間設置沉降后澆帶，減小地基變形差異帶來的附加內力。

5)與懸挑結構相連的主體結構構件的抗震構造措施提高一級。

7 推廣應用新技術

為了達到“節材和環保”的目的，滿足建筑可持續發展需要，應用以下新技術：

1)高效鋼筋技術。

本工程主要受力鋼筋采用HRB400級高強鋼筋，抗拉強度設計值為360 N/mm2，發揮其抗拉強度高、延性較好和施工適應性強的特點，節約鋼材用量，提高構件的抗震性能，達到了較好的經濟效果。

2)高強度混凝土技術。

主樓框架柱采用C60，C55高強度混凝土，減小柱的截面尺寸及混凝土用量，增加室內使用面積和使用空間。

8 結語

1)抗震設計應重視概念設計，把握結構的薄弱環節。

2)長懸挑結構應采用合理結構形式，重視與主體結構連接的可靠度。

3)應考慮施工階段對結構實際受力的影響。

4)結構設計應大力推廣高強材料，做到節材和環保。

[1] GB 50223—2008，建筑抗震設防分類標準[S].

[2] GB 50011—2010，建筑抗震設計規范[S].

[3] GB 50010—2010，混凝土結構設計規范[S].

[4] GB 50007—2002，建筑地基基礎設計規范[S].

[5] JGJ 3—2010，高層建筑混凝土結構技術規程[S].

Analysis on structure design of Western Continental Hotel

Liu Xuhui

(HebeiHuiningArchitecturalStandardDesignLimitedCompany,Shijiazhuang050021,China)

Taking the Western Continental Hotel project as an example, this paper introduced the basic contents of structure design, elaborated the structure design characteristics and construction measures, and promoted and applied the new technologies, through the introduction to project examples, accumulated experience for similar structural design projects.

cantilever structure, steel truss, seismic design, construction measure

2015-02-07

劉旭輝(1972- )，男，高級工程師，國家一級注冊結構師

1009-6825(2015)12-0026-02

TU247.3

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