天津高银117大厦结构设计

工程概况117大厦结构体系与选型中央商务区总体效果图117大厦结构体系与选型工程概况天津市高新区软件和服务外包基地综合配套区——中央商务区一期中央商务区期‡由117大厦、总部办公楼、117大厦商业裙楼、地下车库等组成。总建筑面积84万m2。‡各单体通过地下室结构连成整体，地下室平面尺寸为264mx368m。总部办公楼264mx368m。‡在地面以上各单体以抗震缝分开。地下车库商业裙楼商业裙楼117大厦结构体系与选型工程概况天津高银117大厦‡总建筑面积约37万平方米，建筑高度约为597米，共117层，结构高度597m。塔楼首将用作级字楼‡塔楼首层至93层将用作甲级写字楼，94层至顶层将用作豪华商务酒店。‡塔楼平面为正方形楼层平面随着斜外立‡塔楼平面为正方形，楼层平面随着斜外立面渐渐变小，塔楼首层平面尺寸约65米×65米，渐变至顶层时平面尺寸约45米×45米，高宽比9.7。‡中央混凝土核心筒为矩形，平面尺寸约34米×37米，主要用作高速电梯间、设备用房和服务用房。117大厦结构体系与选型工程概况117大厦结构体系与选型工程概况¾结构高度597m，是国内在建结构高度最高的超高层建筑。¾建筑高宽比达到9.5，是国内高地震烈度区最为细柔的建筑。¾国家十二五科技支撑计划《超高层建筑结构与基础安全保障技术研究》示范工程¾巨型柱面积约45m2，是目前世界上截面最大、承载能力最强、施工难度最高的多腔异形钢管混凝土巨柱。¾塔楼建筑底部中庭区人字形巨型支撑长度接近50m，是目前国内自由长度最大的ＢＲＢ斜撑。¾国内超高层首次采用通道塔施工技术¾国内超高层首次采用通道塔施工技术。¾国内实施全过程结构性态监测超高层建筑之一。117大厦结构体系与选型工程概况¾基础筏板厚度65是目前国内民用建筑厚度最大的筏板¾基础筏板厚度6.5m，是目前国内民用建筑厚度最大的筏板。¾桩基入土深度100m，是国内最长的桩基之一。¾结构设计首次在超高层建筑中采用高强锚栓系统承担地震¾结构设计首次在超高层建筑中采用高强锚栓系统承担地震作用下巨柱拉力。¾首次采用巨型支撑体系与结构承重体系分离的结构形式¾首次采用巨型支撑体系与结构承重体系分离的结构形式。¾直径188m米，国内最大的圆环基坑支护体系。¾国内第一个采用消能可更换钢连梁的超高层建筑¾国内第个采用消能可更换钢连梁的超高层建筑¾多项科研试验（风洞、振动台、巨柱、节点、可更换连梁）结构体系及布置117大厦结构体系与选型117大厦结构体系与选型结构体系及布置体系组成117大厦结构体系与选型结构体系及布置核心筒117大厦结构体系与选型结构体系及布置巨型柱117大厦结构体系与选型结构体系及布置环带桁架次框架•每十二至十五层均匀分布，承担竖向荷载并转换至角柱转换桁架沿向荷载并转换至角柱。转换桁架沿结构高度共9道（3道双层高，6道单层高）。•与巨型柱共同作用提供部分抗侧•与巨型柱共同作用，提供部分抗侧刚度，增加大厦抗扭性能。•在罕遇地震下为防止楼面局部倒塌，确保安全的重要构件•周边框架由边梁及小柱构成，次框架确保安全的重要构件小柱构成，次框架梁柱间为铰接，只传递重力117大厦结构体系与选型结构体系及布置巨型支撑巨型支撑1区为人字形2~9区为交叉支撑巨型支撑-1区为人字形，29区为交叉支撑，支撑与环带桁架独立布置（间距1050mm）水平杆转换桁架楼面梁巨型柱水平杆巨型斜撑基础设计117大厦结构体系与选型基坑支护†主体由117塔楼、36层的靠山楼以及2层的A+B区体由塔楼、层的靠山楼以及层的裙楼组成，其下均设置四层地下室。†基坑面积约为10万m2，基坑挖深约25m†开挖深度：基底设置300mm厚素砼垫层。†开挖深度：基底设置300mm厚素砼垫层。†围护形式：A+B区东、西、北三侧外围围护体：采用“两墙合一”的地下连续墙；A+B区南侧临时隔断位置：采用钻孔灌注排桩结区南侧临时隔断位置：采用钻孔灌注排桩结合三轴水泥土搅拌桩止水帷幕。z117塔楼分区底板厚度开挖深度分布区域A区1.0m19.35m裙楼北区B区1.8m20.15m靠山楼区C+D区区靠山楼区C区1.0m19.35m裙楼南区D区6.5m26.35m117塔楼区基础选型117大厦结构体系与选型基础筏板与桩基¾桩基，直径1000mm，有桩长76m；¾厚度：7500mm优化至6500mm；¾混凝土强度：C60（90d强度）；¾混凝土总体积：约6.5万m3；¾翼墙布置：提高基础基础的抗冲切能力。¾沉降分析：预估主塔楼最大沉降约为140mm结构分析模型‡模型分析主要参数参数项参数值地震作用单向/偶然偏心（±5%）/双向/45度/竖向地震地震作用计算振型分解反应谱法/时程分析补充计算地震作用计算振型分解反应谱法/时程分析补充计算地震作用振型组合数150地震效应计算方法考虑扭转偶联，CQC法周期折减0.85活荷载折减按规范折减楼板假定弹性板（计算楼层位移比采用刚性版）楼板假定弹性板（计算楼层位移比采用刚性版）小震和中震结构阻尼比0.035大震结构阻尼比：0.05重力二阶效应（P-Δ效应）考虑整体结构分析结果周期与振型T1=9.255（X向平动）T2=9.135（Y向平动）T3=3.573（Z向转动）T3/T1=0.386整体结构分析结果质量分布附加恒载, 10313%0.5活荷载, 6.7 , 8%次框架, 3.7 , 6%10.3 , 13%巨形柱, 18.1 , 29%楼板, 14.2 , 22%结构自重, 63.0 , 79%巨形斜撑, 1.9 , 3%转换桁架, 0.9 , 1%剪力墙, 24.5 , 39%重力荷载代表值比例（万吨）,结构构件自重比例（万吨）整体结构分析结果基底剪力和倾覆力矩 120层层剪力-X方向荷载工况反应谱风荷载小震中震大震50年100年底部剪力X向107（128）26057570104100110规范弹性小震小震剪重比调整后底部剪力(MN)Y向109（128）2655857694风工况络包---76108倾覆力矩X向（绕Y轴）26404(31531)587801340642755640702708090规范弹性中震规范弹性大震100年风-x50年风-x括号内为按剪重比（1.8%）调整的基底剪力和倾覆力矩。(MN-m)Y向（绕X轴）26608(31376)59590135351272323379540506020300100100200300400500600层剪力MN整体结构分析结果剪重比调整——小震 100120层小震剪重比调整系数（x向） 100120层小震剪重比调整前后层剪力分布-x100110120层小震剪重比-x方向60806080调整前调整后60708090调整前2040204030405060调整后规范限值0.018011.11.21.31.41.51.6调整系数0020406080100120140层剪力MN0102000.010.020.030.040.050.060.070.08剪重比¾规范反应谱作用下基底部位剪重比约为0.015（83%），根据规范限值0.018的要求，全楼地震剪力放大约1.19倍；整体结构分析结果层间位移角 110120层层间位移角901001107080405060x方向-规范小震调整前y方向-规范小震调整前2030y方向规范小震调整前x方向-规范小震-剪重比调整后y方向-规范小震-剪重比调整后50年风包络-X50年风包络Y01000.00050.0010.00150.0020.0025层间位移角50年风包络-Y规范限值层间位移角整体结构分析结果框架承担地震剪力和倾覆力矩110120X 向楼层剪力StoryFrame110120X向地震力作用下楼层弯矩StoryFrame8090100yMC8090100yMC506070Story40506070Story10203040外框筒核心筒巨型柱巨型斜撑10203040外框筒核心筒010-40-20020406080100120Vx(MN)010050001000015000200002500030000My(MN.m)