第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文 2014年 广州琶洲某超高层办公楼的加强层选型分析 姚永革 （广州输华建筑设计有限公司，广州S10556） 提要：为确定广州琶洲某230米超高层办公楼加强层的最佳布置方案，分别对加强层的竖向位置和数量、 加强构件的平面布局、伸臂桁架（大梁）和腰析架（大梁）的结构形式，以及框架柱截面不同时对结构侧向刚 度的影响程度进行详细分析，根据分析结果选择了最优方案.
关键词：超高层办公楼：加强层敏感性分析 1项目概况 项目为1幢超高层办公楼，位于广州市琶洲新港东路148号地段.
建筑用地面积为12636 平方米，总建筑面积为122997平方米，其中地上部分面积为99418平方米，地下部分面积为23579 平方米.
设3层地下室，底板面标高为-14.4m：地面以上54层，标准层层高为4.1m，室外地面 算起的建筑总高度为230.5m，建筑立面在42层以上作缩进一跨的收进处理，两向的高宽比分别 为4.15、7.48.
地下室为车库和设备用房，其中地下三层为核六常六级人防，地上首层为大堂， 2至3层为餐厅，4至12层东面为公寓，西面为办公，由于层高不一致，形成局部错层：13、 22、23、39为避难层，其它层均为办公.
建筑效果图和剖面图分别详见图1-2，典型楼层的建 筑平面详见图3-5.
A2 s9 00.58( 41 a 9h8a s1= 另电 455高45. 4.3 x9039841 DE0EA43N 日上8日A1.2 生盘A -1440n 图1建筑效果图 图2剖面及层高示意图
第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文 10Z 图3低区办公及公寓平面图 图4中区办公平面图 2 项目特点 （1）位于广州中心城区，抗震设防烈度为7度， 基本风压为0.5kN/n，结构抗风起控制作用： （2）结构高度达230米，属超B级高度的钢筋混 凝土框架-核心筒结构，结构Y向高宽比达7.82 里里 超过《高规》7.0的建议值，核心简Y向高宽比 达23远超《高规》15以内的建议值： 图5高区办公平面图 （3）建筑从下至上设置了三个避难层.
3设计分类参数和抗震等级 根据现行规范，本工程进行结构分析与设计时，采用的分类参数如表1所示：考虑超限加 强后，塔楼结构各部位的抗震等级如表2所示.
表1分类参数 表2抗震等级 项目 内容 项目 内容 部位 构件 抗震等级 设计基准 设计基本地 框架 二级 50年 0.1g 负三层 期 震加速度 核心筒剪力墙 二级 设计使用 50年 设计地震分 第一组 负二层 框架 一级 抗震设防 丙类 抗震措施烈 7度 核心筒剪力墙 级 结构安全 二级（Y 负一层~5层 框架 特一级 场地类别 11类 等级 =1. 0) 核心简剪力墙 特一级 基础设计 甲级 特征周期 0. 35s 6~37层， 41~屋面 框架 一级 核心简剪力墙 抗震计算 一级 7度 阻尼比 0. 05 38、39、40层（加强 框架 特一级 注：核定结构单元总人数小于80000，故设防类别为丙类.
层及其相邻层） 核心筒剪力墙 特一级 4结构布置思路 （1）由于采用钢筋混凝土结构，结构高度达230米，地面以上有54层，且柱间距达到10米以 上，在重力荷载作用下框架柱的轴力较大，为尽可能增加建筑的实用面积，结构采用钢管混凝 土柱，以减小柱截面尺寸.
第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文 10Z （2）Y向结构高宽比及核心筒高宽比均较大，使Y向抗侧刚度偏弱，在Y向风荷载作用下普通 的结构形式难以满足规范对抗侧刚度的要求，故采取了以下加强措施： 1）利用建筑的避难层设置加强层以提高结构Y向的侧向刚度： 利用39层 运难层设 置加强层 图7下部楼层结构布置图 图8中部楼层结构布置图 2）Y向的边框架梁高提高至900mm： 3）利用低层区的电梯间在结构下部 楼层布置了剪力墙.
具体示意如图 69.
5加强层敏感性分析 为分析加强层设置在哪个部位 图6设加强层 最有效和最经济，以及加强层伸臂 类型、框架柱、框架边梁尺寸等因素对结构整体刚度 图9上部楼层结构布置图 的影响程度，现以钢桁架加强层方案为例，作详细的 敏感性分析如下： 5.1加强层竖向位置的选择 （1）方案 可设置加强层的位置沿高度分别为：13 层（第一避难层）、22和23层（第二避难层）、 39层（第三避难层）.
分别对比以下4个方案： A-1、不设置加强层： A-2、在第三避难层设置一道加强层： A-3、在第二、三避难层设置两道加强层： A-4、在第一、二、三避难层设置三道加强层： 如图10所示.
（2）分析 TAN7 各方案的层间位移角曲线对比如图11所 示（层间位移角限值为1/524），由图可知，在 第三避难层设置加强层效果比较显著.
在第 二避难层设置加强层效果微小，在第一避难 层设置加强层基本无效.
分析其原因，应与核心筒沿全高的整体弯 曲变形形状有关，简体和剪力墙的整体弯曲 方案A-1 方案A-2 方案A-3 方案A-4 图10-加强层竖向位置示意
第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文 10Z Y向风作用下层润位移角 20 方案B-2（设四福伸臂和两福腰桁架） 0 0000 0 0005 0 0010 0 0015 0 0020 层间位移角 图11A各方案层间位移角曲线 变形特点为底部变形小、顶部变形大， 整体转角也是如此，加强层的伸臂桁架 正是利用随同核心筒的转动而对两端的 柱施加拉、压力形成整体倾覆力矩，上 方案B-3（设四福伸臂） 部核心简转角大而外框架转角小故能发 挥较大作用，下部和底部的核心筒转角 小故发挥作用甚微.
（3）结论 可以只在第三避难层即39层设置一 道加强层.
5.2加强层桁架平面位置的选择 （1）方案 分别计算对比以下5个方案： 方案B-4（设两福伸臂） B-1、不设加强层： B-2、设置四福伸臂和两福腰桁架： B-3、设置四福伸臂桁架： B-4、设置两福伸臂桁架： B-5、设置两福伸臂桁架和两福腰桁架： 如图12所示.
（2）分析 各方案的层间位移角曲线对比如图 13所示，由图可知，随着桁架福数的增 加结构的侧向刚度逐渐提高，但B-2与 方案B-5（设两福伸臂架和两福腰桁架） B-5相比去掉中间两福伸臂后刚度变化 不大（位移角分母贡献增量仅为13），故 图12加强层桁架平面位置示意 知其贡献较微，而中间两福伸臂桁架作 用最大（位移角分母贡献增量为46），其次为腰桁架（位移角分母贡献增量为36），效果也较为 明显.
第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文 10Z 中间两福伸臂之所以作用不大，是因为它 实际只有一半的伸臂作用.
蓝色区城柱子加大至1400 （3）结论 可以采用方案B-5两福伸臂桁架和两福腰 桁架.
5.3框架柱直径的敏感性分析 YA风作用下显网移角 方案C-2 蓝色区城柱子加大至1400 0 0090 000 0 000 0 00150 0039 家网民移角 图13B各方案层间位移角曲线 方案C-3 （1）方案 蓝色区城柱子加大至1400 分别计算对比以下4种方案： C-1、框架柱直径全部为1300mm; C-2、第39层以下全部柱直径加大至1400mm： C-3、第39层以下12根柱直径加大至1400mm： C-4、第39层以下4根柱直径加大至1400mm 如图14所示.
Y向风作用下层间位移角 ss-1/529 方案C-4 50 -1.557 图14框架柱直径增大部位示意 1H5/1-581=) 49 （2）分析 各方案的层间位移角曲线对比如图15所示，由 图可知，随着加大直径的框架柱根数增加的结构的 侧向刚度有所增大，但效果不明显，且增加框架柱 的直径对结构的成本和建筑使用面积的影响较大.
（3）结论 19 在满足侧向刚度的条件下尽量选用直径较小的 框架柱，底层柱直径均为1300mm.
0 0000 0 0005 0 0010 0 0015 0 002) 层润位移角 图15C各方案层间位移角曲线
