和兴总部办公楼结构设计
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摘要:和兴总部办公楼位于新疆乌鲁木齐市经济开发区，大屋面高度95.7m，总高度108.35m，采用框架-核心筒体系。本工程的特点是设防烈度较高（设防烈度8度，设计地震分组第二组），且采用了内筒偏置的平面方案。因此采取了较为严格的抗震措施：框架及剪力墙的抗震等级提高至一级，在结构适当的位置设置一定数量的剪力墙，以保证结构安全。本文就本工程设计进行了详细介绍。
关键词:框架-核心筒；内筒偏置；
Abstract: the headquarters is located in the office building and xinjiang urumqi city economic development zone, big roofing height 95.7 m, total height 108.35 m, with frame-the core tube system. This project is characteristic of the fortification intensity is higher (fortification intensity 8 degrees, the second group design earthquake group), and adopt the tube is biased plan. So take a more strict aseismatic measures: frame and shear wall to increase the seismic grade level, in the structure of the position setting appropriate amount of shear wall, to ensure the safety of the structure. This paper is the project design were introduced.
Keywords: framework-the core tube; The inner cylinder bias;
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1 工程概况
和兴总部办公楼位于乌鲁木齐市经济开发区，主塔楼地上25层，地下2层，屋面高度95.70m（总高度108.35m）；裙楼地上3层，地下2层，裙楼屋面高度15.600m。本工程占地面积13335，总建筑面积5.56万。
本工程设计使用年限50年，结构安全等级二级，抗震设防烈度为8度，设计地震分组第二组，II类场地土，特征周期0.40s，地震影响系数最大值0.16（多遇地震），结构阻尼比0.省略
2 结构分析
2.1 概述
结构的竖向荷载由钢筋混凝土框架和剪力墙共同承担，水平荷载主要由核心筒剪力墙以及结构下端两侧剪力墙承担，同时关注框架承担的倾覆弯矩和楼层剪力。
使用中国建筑科学研究院研制的高层建筑结构空间有限元分析程序SATWE进行整体分析，小震下采用振型分解反应谱法，并进行小震阶段的弹性时程分析补充计算。
2.2 结构分析结果（反应谱分析）
结构在风荷载和小震下主要计算结果见表1。
表1 风荷载及小震作用下结构主要计算结果
结构自振周期 T1=2.56S T2=2.28S T3=1.78S
层间位移角 X向 Y向
小震 1/1098（19层） 1/ 898（21层）
风 1/3566（17层） 1/2021（18层）
底部总剪力（KN） 15875 15636
剪重比（%） 3.34 3.29
规定水平力
作用下位移比 1.15
（X-5%偶然偏心） 1.16
（Y+5%偶然偏心）
底部加强部位
框架承担倾覆弯矩 25.2% 33.6%
刚重比
（整体稳定） 5.55 4.39
结构周期比 T3/T1=0.70，满足《高规》3.4.5条规定；层间位移满足《高规》3.7.3条最大层间位移角1/800的要求；剪重比满足《高规》4.3.12条8度最小剪重比3.2%的要求；位移比满足《高规》3.4.5条A级高度最大位移比不宜大于1.2的规定；整体稳定满足《高规》5.4节相关规定。
综合以上结果，结构各项指标均满足规范的相关规定。
2.3 结构分析结果（时程分析）
小震下对结构进行弹性时程分析，地震波选取原则按《高规》4.3.5条，取两组天然波和一组人工波，地震波反应谱在统计意义相符，对应前三个周期点的地震波反应谱与规范的设计反应谱相差不大于20%，单条波时程分析得到的底部总剪力大小于振型分解反应谱分析底部总剪力的65%，多条波时程分析得到的平均底部总剪力不小于振型分解反应谱分析底部总剪力的80%。计算采用SATWE程序内置的天然波TH1TG040、TH2TG040和人工波RH2TG040。
时程分析层剪力见图2，层间位移见图3。
图2 小震下弹性时程分析层剪力图
由图2可见，X向时程分析得到的层剪力略大于反应谱分析得到的层剪力。具体为：地震波TH1TG040在21~26层位置的层剪力大于反应谱分析的层剪力（约10%），TH2TG040在11-16层位置的层剪力大于反应谱分析的层剪力（约10%），地震波RH2TG040在1-11层的层剪力大于反应谱分析结果。Y向时程分析得到的层剪力仅13~16层和22~25层略大于反应谱分析得到的楼层剪力。因此，施工图设计时，地震力放大10%以保证结构安全。
图3 小震下弹性时程分析层间位移
由图3可见，时程分析的层间位移角均小于反应谱分析结果。时程分析主要计算结果见表2。
表2 时程分析主要计算结果
项目 CQC 时程分析
X Y 地震波 X Y
底部
总剪力（KN） 15875 15636 TH1TG040 16759
（104%） 16668
（105%）
TH2TG040 12828
（79.5%） 16893
（106%）
RH1TG040 17242
（107%） 16076
（101%）
平均值 15610
（96.8%） 16545
（104%）
层间位移角（rad） 1/1098 1/ 898 TH1TG040 1/1241 1/1206
TH2TG040 1/1182 1/1021
RH1TG040 1/1228 1/ 963
平均值 1/1232 1/1057
由表2结果可见，时程分析得到的层间位移均小于反应谱分析计算结果，由此可见，按照反应谱分析计算结果进行设计安全。
3 结语
和兴总部办公楼为高层框架-核心筒结构办公楼。结构平面布置采用了内筒偏置的方案，在适当位置布置剪力墙以保证结构的平面规则；该结构竖向规则；无超限情况。对该结构进行了小震作用下的弹性反应谱分析和弹性时程分析，结构的各项指标均满足规范要求。
参考文献
[1] 《高层建筑混凝土结构设计规程》（JGJ3-2010） 行业标准 2010
[2] 于海博、陆道渊等 超限高层抗震性能目标的确定实例[J] 建筑结构 2010，40 （10）
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。