某酒店框架-核心筒结构设计

某框架-核心筒结构设计
摘要：长春宏汇凯悦酒店采用的结构体系为带加强层的钢筋混凝土框架- 核心筒体系。

针对该建筑的结构方案选取、结构体系、结构的动力特性、结构性能化、静力弹塑性等内容进行了介绍；并且对设计中的特殊问题如伸臂桁架两端竖向差异变形的处理、转换梁的设计方法等进行了阐述。

关键词：超高层；框架 - 核心筒；伸臂桁架；差异变形；转换梁
1 工程概况
长春宏汇凯悦酒店位于长春市中心人民大街与丰顺街交界处，是集办公、酒店、会议、餐饮、娱乐于一体的项目，总占地面积为5 800 m2，总建筑面积为95 625 m2。

其中地面以下5层，建筑面积21 279 m2；地面以上38层，面积为74 346 m2。

塔楼屋面高度为165.50 m，最高点高度为 176 m；裙房6层，屋面高度为32.2 m。

图1为凯悦酒店的效果。

图1 凯悦酒店效果
本建筑物的结构安全等级为二级，抗震设防类别为标准设防类[1]。

本工程所在地区的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，Ⅱ类场地，设计地震分组为第一组，设计特征周期为0.35 s，基本风压为0.75 kN/m2[2]。

2 结构设计与计算
2.1 结构方案
结构平面布置如图2所示，根据建筑物的平面功能和高度，结构体系采用钢筋混凝土框架 - 核心筒：结构的主要抗侧力构件为中部的钢筋混凝土核心筒，外围框架主要承担竖向荷载并提供部分抗侧刚度，同时利用避难层为加强层增设伸臂桁架，进一步提高结构的抗侧刚度、降低层间位移角。

1-伸臂桁架
图2 结构平面布置
作为主要抗侧力构件的核心筒，其长宽比为 3.81，高宽比则达到了16.4。

长宽比大决定了其两个方向的刚度存在较大差异，为了解决这一问题，采取尽可能地减小y向连梁的高度、在核心筒的切角边开较大结构洞的措施，以削弱y向的抗侧刚度；高宽比大则决定了其抗侧刚度相对较小，针对这一不足，根据核心筒墙体为多个工字形组合墙体的特点，采取了增加翼墙厚度的措施，利用其翼缘效应提高核心筒的刚度。

为了构筑框架核心筒的2道防线，要求外框架具备足够的强度和刚度，并且承担的地震剪力在总地震剪力中占到一定的比重，针对这一要求，在结构选型时充分利用了办公楼层管线不跨过外围框架梁的特点，将办公楼层的外围框架梁加高，在酒店楼层则采取加宽外围框架梁的措施。

2.2 结构体系
此工程核心筒位于建筑中部，核心筒面积约占楼层结构面积的19.4%。

核心筒内各片剪力墙之间通过连梁连接形成一个封闭的筒体，整个结构的抗侧刚度和抗扭刚度由核心筒提供。

外围框架柱截面尺寸底部为1 400 mm ×1 400 mm， 6层以下框架柱为了确保柱截面尺寸不影响建筑空间，框架柱内部设置了型钢， 21层以上建筑功能为酒店，考虑
建筑功能要求，框架柱截面尺寸变为1 600 mm×800 mm。

建筑物下部功能为餐饮和办公，层高较高，框架梁高度可适当大一些，截面尺寸为600 mm×900 mm；建筑物上部楼层建筑功能为酒店，层高较小，要控制梁的截面高度，结构梁截面为600 mm×600 mm，与核心筒相连的框架梁端部水平加腋尺寸为1 000 mm×600 mm。

在21层设置了加强层，通过伸臂桁架将核心筒与周边框架柱连接在一起，如图3所示，伸臂桁架上、下弦杆的高度为800 mm，斜腹杆高度为600 mm，伸臂桁架的设置显著增强了结构的抗侧移能力。

图3 伸臂桁架布置
从基础顶面至15层的建筑高度范围内，核心筒外围剪力墙厚度为0.8 m，其中核心筒上方切角部位(轴-?轴线间)墙厚从1.1 m逐渐减薄至0.8 m；核心筒外围剪力墙在15～21层厚度为0.7 m；从21层以上至大屋面，核心筒外围剪力墙厚度为0.6 m；大屋面以上核心筒剪力墙厚度为0.4 m。

2.3 动力特性及结构响应分析结果
建筑物的周期及扭转周期与平动周期的比值、地震作用下楼层的剪重比、风荷载和地震作用下的结构层间位移角以及扭转位移比等指标是控制建筑整体性能的重要指标。

本工程采用MIDAS Building软件与SATWE 软件进行弹性分析计算，考虑偶然偏心和双向地震作用的影响，整体计算结果如表1所示。

表1 整体计算结果。