沈阳星河湾酒店超限结构优化设计

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摘要：本酒店项目主楼的建筑方案体型不规则，原结构设计中涉及多项不规则，属于超限结构。但是，该结构有较大的可优化空间，并可以避免竖向构件转换，为建筑提供更大的使用空间。本项目结构设计应采用传力明确的结构方案，减少结构不规则项目。

关键词：酒店设计；超限结构；优化设计；

Abstract: the hotel project construction scheme of the main building irregular shape, the original structure involved in the design of a number of irregular, belong to overrun structure. But, this structure have larger space can be optimized, and can avoid vertical component conversion, for building provide greater use of space. This project structure design should use the force transmission clear structure scheme, reduce structure irregular project.

Keywords: hotel design; Overrun structure; Optimization design;

中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：

一、项目概况

沈阳星河湾一期项目位于沈阳浑南新区中心区西北角。东北临近沈丹高速和三环高速，南望浑南中心区中轴线。浑南新区是中国辽宁省沈阳市的城区之一，位于沈阳市南部，前身为沈阳高新技术产业开发区。项目由星河湾集团开发建设。一期项目包括住宅项目和酒店公建项目，是该区的重点项目。酒店项目地上两个主楼均为22层，其中裙楼3层，标高18.6m，裙楼以上19层，标高94.3m。地下二层为停车场和设备用房，地下一层和裙楼为餐厅、商场、娱乐和运动馆。东北面主楼为酒店客房区域，东南面主楼为甲级写字楼。建筑平、立面见图一。

图一

项目平面尺寸为208米（宽）x261米（长），平面中间开洞区域为102米（宽）x120米（长），两主楼位于裙楼东侧。两主楼平面均为“L”型，且平面轮廓尺寸相同（平面形状见图三），长边（L）68.3米，平面肢宽（B和b）26米，短边（Bmax）67.8米，肢长凸出（l）41.8米，平面长宽比（L/B）68.3/26=2.62（0.35）；平面肢长宽比（l/b）41.8/26=1.6（

二、原主楼地上结构设计

原结构体系为带转换的框架-剪力墙结构体系，地下至地上共5层群楼，为了提供裙楼商业空间，把转换层放在6层，建筑层高3.5米，梁高1.8米，净高只有1.7米。转换层平面见图二。办公楼区域转换层上部结构采用较密的墙柱布置。因此，根据建筑方案和原结构设计结果有以下几项不规则项目：1.平面扭转不规则；2.平面形状凹凸不规则；3.属于多塔结构；4.竖向刚度突变；5竖向构件不连续。

图二

对于塔楼偏置，原设计采用分缝做法，把塔楼与一侧裙楼从地下室顶板分开，减少了不规则项目。但办公区域与客房区域采用相同的结构布置，严重影响办公区域的使用。设计电算结果显示结构剪重比不满足规范要求，框架部分的倾覆力矩接近50%。原设计须进行优化。原设计各层梁高见表1。

梁截面变化对比表（mm）表1

三、主楼地上结构优化设计

根据建筑的使用要求，主要对原设计进行如下优化：（优化后平面见图三）.1.把结构体系调整为不带转换的框架剪力墙结构，取消位于办公使用区域内部和客房区域的剪力墙、转换构件以及转换构件上的竖向构件，加强平面楼电梯间的剪力墙数量和厚度。2.增强平面边榀结构刚度。3.由于三层以下为裙房，层高为6.3米，上部结构标准层层高均为3.8米，为了避免竖向刚度突变和承载力减少，增加裙楼剪力墙厚度。4.标准层抽柱后，柱子开间达到9.5米×11米，柱子之间采用主-次梁平面布置方式，沿长方向布置次梁，短方向布置主梁。梁高控制在600mm以内。施加预应力减少主梁挠度。5.在豪华客房位置，需要配合室内装饰造型，为建筑提供更大的层高和空间，该位置采用后张无粘结预应力楼盖结构。

经过优化和计算分析，抗震设防工况下，主楼整体计算结果见表2:

主楼结构优化后计算分析结果（框架-剪力墙体系） 表2

图三

结构方案调整后，X方向与Y方向基本周期（T1）相差不多，结构前两个自振周期均为平动周期，扭转周期与平动周期的比值（T3/T1）2.105/2.623=0.802（

四、结束语

经过结构的优化设计，明确了结构的方案，保证了建筑质量，更做到了结构的安全、经济的原则，并分析和总结了以下几点问题：1）.结构水平分体系的方案选择中，曾经比较了板柱-剪力墙体系，宽扁梁框架-剪力墙体系。由于板柱-剪力墙体系不利于抗震，且本工程平面凹凸不规则超出限制较多，不予考虑；而宽扁梁框架-剪力墙体系虽然也有广泛应用，但是在地震工况下，梁柱节点受力比较复杂；因此，与建筑沟通后，结构优化后的层间净高均可满足使用要求，也可以保证建筑的品质。2）.剪力墙间距虽然满足规范要求，但平面形状凹凸不规则数值超出规范要求较多，所以，还采用PMSAP进行平面应力分析。结果显示，楼板平面混凝土的正应力和剪切应力均小于混凝土强度要求。3）.客房区主楼中，豪华客房采用了无粘结预应力大板，为建筑和室内专业提供了空间，但是设备管线和装饰天花的安装，对大板结构有一顶的损坏，则需要在结构施工前，已经有明确的预埋件布置，以便提供安装。致使管线与天花布置的缺少灵活性。4）.本工程框架柱截面较大，有可以优化空间。若采用钢管混凝土柱子或劲性混凝土柱子，一方面可以减少结构构件在楼层平面的面积；另一方面，可以保证框架柱有较高的延性和塑性变心能力。5）.在结构设计过程中，结构工程师要根据建筑功能和使用要求，对结构方案进行多方面的对比，选择符合使用功能、安全、合理和经济的结构方案。使结构设计做得更好。

参考文献：

[1]方鄂华．高层建筑钢筋混凝土结构概念设计，机械工业出版社

[2]高立人方鄂华 钱稼茹 高层建筑结构概念设计 中国计划出版社

[3]林同炎．结构概念和体系，中国建筑工业出版社

[4]建筑结构优秀设计图集 5 中国建筑工业出版社

[5]高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ 3—2010）

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。