第二十三届高层建筑结构学术会议论文 2014年 北京大望京村2号地项目618-1#楼结构设计 邵弘，史友涛，杜育科，逢金祥，孙福英 （中国建筑科学研究院，中国建筑技术集团有限公司100013） 提要：本文介绍了北京大望京2号地项目618-1#楼220m公寓结构选型、计算分析和构造措施，对比了是否采 用连梁阻尼器的结果，以及这种超高层公寓采用钢筋混凝土结构还是采用组合结构，是否设置加强层等 问题，作了充分的对比，根据底部超高空间探讨了嵌固端合理选择，提出了嵌固端加强措施，对于受拉 墙肢和受拉柱采取相应的补强和构造加强，为这类混凝土结构的超高层公寓提供了可借签的实例.
关键词：嵌固端，连梁阻尼器，受拉构件控制，弹塑性分析 1工程概况 大望京村2号地项目位于北京市朝阳区崔各庄乡大望京地区，项目东北侧为大望京公园，西北至规划 望京新干道，西南至大望京2号路，北至北小河，东至五环路，南至大望京街，是集办公、商业、公寓及 文化娱乐等建筑功能于一体的综合性开发项目.
项目整体以绿色、环保、低碳和亲水为主题，未来将成为 北京践行“人文、科技、绿色”理念的典范，打造成为大望京地区标志性超高层建筑群.
其项目效果如下： 图1项目整体建筑布置图 图2项目效果图 本工程为大望京村2号地项目618-1#楼（昆泰公寓楼），建筑功能为超高层公寓（无裙楼），建筑总高 度226.00m（室外地坪算起），结构总高度213.35m（室外地坪至主要屋面），总建筑面积约106.000m²，地 电梯机房层.
其中，地下B1层高7.6m，B2层高4.0m，B3~B4层高3.8m：地上首层层高6.0m，2F~12F、 14F~26F层高3.7m，28F~39F、41F~50F层高4.0m，51F层高5.5m，52F层高4.3m，53F层高4.2m：13F、 27F及41F为避难层，层高分别为5.2m、5.7m和5.5m：顶部机房层层高4.0m，电梯机房层层高4.5m.
通过充分比较，本工程结构体系采用框架-核心筒结构，选取B1底板为结构嵌固端.
其外围框架柱采 用型钢混凝土组合柱、框架梁采用钢筋混凝土梁，核心筒采用钢筋混凝土剪力墙，楼盖采用现浇钢筋混凝 土楼盖体系.
根据地勘报告建议及周边相关项目经验，本工程采用后压浆钻孔灌注桩筏板基础.
结构标准层平面及剖面如下所示： 作者简介：部（1959-）男，研究员
第二十三届高层建筑结构学术会议论文 2014年 41F避难层5500 27F 避难层 5700 13F 滩难层 5200 BI底板长国 图3昆泰公寓结构标准层平面图 图4昆泰公寓结构剖面图 2结构方案 本工程采用钢筋混凝土结构，对于超高层而言并不合适，主要是自重偏大.
但是从公寓的使用用途来 讲混凝土结构有无需维护的优势，如采用钢梁压型钢板叠合楼板，可以减轻自重20%左右.
另外钢梁与 型钢混凝土柱的组合将使得柱钢筋布置困难，通过组合结构方案造价与钢筋混凝土结构方案造价的比较， 本工程最终采用了钢筋混凝土结构方案.
采用外框架内置核心筒是超高层建筑常用的结构形式，其主要优点是结构受力明确，核心筒与框架分 工明确，核心筒主要承担地震剪力，作为第二道防线的外框架与核心筒共同承担地震倾覆力.
但是由于剪 力滞后的原因，倾覆力产生的轴向拉压力主要分布在外框架柱的四个角部，所以外框架四个角部的设计尤 为重要.
图5核心筒剪力境布置 图6角部框架柱布置 核心筒剪力墙布置以较小核心筒配置上下边的U形长墙，如图5所示.
在X向墙体长度较短，所以 核心筒内部和U形墙以X向布置为主：在Y向长度较长，布置有三道主要墙体.
墙厚变化及主要构件尺 寸如下表1所示.
为保证外筒墙体拉应力不大于2f，地下室及1层墙厚度达到了1300，这是本工程底部 层高偏大引起的.
为防止层刚度突变过大，本工程未专门设置加强层，但避难层外环梁高度为2000，实际上起到了加强 层的作用，通过楼层位移分析.
可以明显地看到其对位移的约束作用.
第二十三届高层建筑结构学术会议论文 2014年 表1各层主要构件尺寸表 墙 柱 墙 柱 4253F C40 C40 U形墙体450：简内400/300：筒外：450/450 800x800; D1100 41F，避难层 C50 U形境体450：筒内400/300：简外450/450 800×1000; D1200 28F40F C50 U形境体500：筒内400/300：简外600V450 800×1000: D1200 27F，避难层 C60 09 U形境体500：筒内400/300：简外600V450 1000×1000; D1300 14F~26F C60 U形境体650：筒内400/300：简外750V500 1000×1000; D1300 13F，避难层 C60 C60 U形境体650：筒内400/300：筒外750V500 1000×1100;D1300 2-12F C60 C60 U形境体800：筒内400/300：筒外900/600 1000×1100; D1300 B4-1F C60 C60 U形墙体1000:筒内400/300：简外1300/700 1000×1100;D1300 框架梁C35，避难层及相邻楼层C40：内梁400x600，边梁400x800，板厚110/120，避难层边梁40x2000 3嵌固端选取 由于地下室顶板与四周车库顶板有3m的高差，为保证嵌固层部位楼板的连续性，本结构选取B1层 底板（约地面下-7.7m）作为整体结构的计算嵌固端，并对地下1至地下4层的塔楼2-3跨范围内增设嵌固 端墙体，以提高嵌固端刚度，避免软弱层，如图7、图8所示.
通过调整分析得到结构B2层与首层X、Y 方向的剪切刚度比分别为2.76和2.30，满足规范所规定的2倍要求.
对结构底层构件承载力按±0.000嵌固 与B1底板嵌固分别验算，取二者的内力的包络值进行设计.
B1底板嵌固 红色部分为嵌因境体 图7地下室为嵌固所增加的墙体 图8地下1层底部选为嵌固端 0.150 0.450 对于塔楼与四周3m高差产生的局部错层效 桓宪浆(上) 300早墙体，与在实（下）层中屋 应，为保证水平推力作用在楼板上，而不是作为 3登140150 拉60450 柱间推力，采用在梁柱外侧增设斜墙板的方式转 (2 150) 换水平推力，以保证水平推力在错层上下的楼板 3.150 中传递，如图9所示.
果（下） 2700 图9塔楼与四周顶板错层的斜墙处理 (1700)
第二十三届高层建筑结构学术会议论文 2014 年 4连梁阻尼器 在性能化验算中，核心筒受拉墙肢颜多，但在四个角部的小墙肢（见图5中红色框所标注）受拉应力 超过了2f，为了减轻垃应力，拟在U形墙的连梁设连梁阻尼器，以满足性能化中震拉应力的要求.
阻 图10连梁阻尼器布置平面 图11连梁阻尼器及其立面布置 阻尼器的布置仅在地下四层至地上三十六层的TA-0、TE-0轴连梁上布置剪切型阻尼器： 小震下的刚度为每个阻尼器在小震下的剪切刚度为400000kN/m： 中震下的刚度为每个阻尼器在中震下的剪切刚度在40000kN/m~130000kN/m： T1、T5轴墙肢在恒载0.5活载中震作用工况下的轴力如下图所示，其中正值为拉力，负值为压力（阻 尼比按0.06取值）： 通过中震验算（阻尼器进入弹塑性变形），在设置阻尼器后，小墙肢拉应力改善，但仍不能满足小于 2的要求.
-20691.64 $795.28 -28438.634 4575.06 -2934.444663.24 30195.615535.88 -31083.90 $686.97 -29848.574486.30 -3071.014544.04 31603.925397.09 -347609.01 -33509 888485.80 -34367 090493.43 35320.107482.67 图12设置连梁阻尼器后小墙肢拉力 小墙肢拉应力验算o=N/A>2f从而得到连梁阻尼器配置不足，需要增加阻尼器的布置数量.
在经济 性、可实施性等多方考虑下，本工程未采用连梁阻尼器，而是通过加开剪力墙洞口减少刚度以满足小墙肢 垃应力的要求.
通过提高框架柱刚度、减少墙体刚度（增开洞口），在位移条件下满足拉应力要求.
第二十三届高层建筑结构学术会议论文 2014年 5分析结果 5.1超限判断及性能化目标 本结构钢筋混凝土框架一核心筒结构，总高度约为213.35m（自室外地坪至主要屋面），超过所在8 度区（0.2g）B级高度高层建筑的最大适用高度140米，属于高度超限结构.
表2性能化设计目标 抗震烈度（参考级别） 1=频遇地展（小震） 2=设防地震（中震） 3=罕遇地震（大震） 性能水平定性描述 不损坏 可修复损坏 无倒塌 层间位移角限值 [1/580] [1/100] 压弯 不屈服 允许进入塑性、控制塑性变形 核 底部加强区墙体 拉弯 弹性 允许进入型性、控制塑性变形 受剪 弹性 满足受剪截面控制条件 简 非底部加强区墙体 不屈服 满足受剪截面控制条件 连梁 规范设计要求 允许进入整性 率先进入塑性 压弯 弹性 不屈服 允许进入塑性、控制塑性变形 底部加强区框架柱 拉弯 弹性 允许进入塑性、控制塑性变形 框 架 受剪 弹性 满足受剪截面控制条件 非底部加强区框架柱 不屈服 满足受剪截面控制条件 框架梁 受剪不屈服 允许进入塑性 其 构件 规范设计要求 允许进入整性 允许进入塑性 它 节点 不先于构件破坏 5.2结构超限对策 为了实现设定的抗震性能目标，通过有效分析确保结构性能满足规范要求，在设计中按结构性能要求 包络设计，并采取相应提高结构延性的措施： 核心筒：1）严格控制底部墙肢在多遇地震作用下的轴压比不超过0.5：2）设防地震作用下，控制底 部墙肢的最大净拉应力水平不超过混凝土受拉强度标准值的2倍（26）：对于拉应力大于混凝土受拉强度 标准值（f）的墙肢配置型钢，并考虑由型钢承担全部轴向拉力：3）主要墙体的约束边缘构件配置高度延 伸至墙体轴压比μN=0.25的楼层，适当提高其体积配箍率并满足相应构造要求，其余墙体严格满足规范计 算及构造要求.
外框架：1）严格控制底部框架柱在多遇地震作用下的轴压比不超过0.65：2）外框架部分作为结构抗 震的第二道防线，需满足规范对于框架一核心筒结构中框架部分所承担的最小剪力要求，否则按照底部剪 力的20%和框架承担楼层剪力最大值的1.5倍二者的大值进行放大调整：3）框架柱内型钢一直延伸贯通至 屋顶：4）结构避难层及相邻楼层采取适当加强措施提高其梁高及配筋率.
楼板：适当提高结构首层、嵌固层、避难层及相邻楼层、走道位置等楼板厚度，并加大其配筋率，确 保水平作用能够有效传递.
5.3小震地震作用分析
