杭州钓鱼台酒店型钢混凝土转换桁架的设计.pdf
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1、浙 江建 筑 , 第 3 2卷 , 第 1 2期 , 2 0 1 5年 1 2月 Z h e j i a n g C o n s t r u c t i o n ,V o 1 3 2 ,N o 1 2 ,D e c 2 0 1 5 杭 州钓 鱼台酒店型钢混凝土转换桁架 的设计 De s ig n o f t h e Tr a n s f o r ma t i o n Tr u s s t o Se c t i o n St e e l Co n c r e t e o f Di a o Yu Ta i Ho t e l i n Ha n g z h o u 顾 宏 达 GU Ho n gd a
2、 ( 杭州市建筑设计研究院有限公司 , 浙江 杭州 3 1 0 0 1 6 ) 摘 要 : 杭州钓鱼台酒店的宴会厅无 柱建筑 面积约 1 0 0 0 m , 部分框架柱需要通过转换结 构来实现 。在此通过对转 换结构进 行分析 比较 , 选定合适的转换桁架进行设计 , 并 提出型钢混凝土拉弯构件 的近似设计方法 。 关键词 : 型钢混凝土 ; 转换桁架 ; 拉弯构件设计 中图分类号 : T U 9 7 3 文献标 志码 : B 文章编号 : 1 0 0 83 7 0 7 ( 2 0 1 5 ) 1 2 0 0 1 8 0 3 转换 结构 构件 可 以采用 转换梁 、 转 换桁架 、 箱 型 结
3、构 、 斜撑等 , 设计师应根据工程实际情况选择合理 的转 换结 构形 式 。杭州钓 鱼酒 店工 程转 换构 件 承受 的上 部荷 载较 大 , 且 转 换 构 件 跨 度 达 2 4 m, 因 此 我 们选用转换桁架作为转换构件。通过三种转换桁架 结构方案的对 比分析 , 确定桁架形式 , 并对这类结构 提 出一些 看法 和建 议 。 1 工 程 概 况 杭 州钓 鱼 台酒 店 位 于杭 州 市 钱 江 新 城 C B D 核 心 区域 A1 1 、 1 2地 块 。酒 店 东 南 沿 钱 塘 江 , 西 侧 和 南侧环抱森林公 园及城市阳台, 北 临市 民中心和杭 州 大剧 院 。酒店 地
4、 面 以 上 由两 幢 各 1 7层 的 塔 楼组 成 , 屋面标 高 7 4 7 5 m, 两幢塔 楼 于 1 4层 以上设 置 4 层 高的钢 结构 空 中连廊 , 跨 度 约 为 2 9 m。双塔 底 部 设 4层 裙 房 , 其 中 1 3层 为酒 店 辅 助 用 房 , 层 高 均 为 4 9 5 m, 4层 为设 备转换 层 , 层高 为 2 1 5 m。地 下 4层 , 用于酒店后勤、 设备用房、 汽车库等。 2转换结构背景 本 工程 裙房 3层处 要求 设 置 l 0 0 0 m 无 柱 宴会 厅 , 因此 两侧 塔楼 在 3层 处各 有 3根 主楼 的边 框 架 柱不能 连续
5、 , 需 要 设 置 结 构转 换 构 件 。上部 两 塔 楼 之间的钢结构连廊 以塔楼两侧边框架柱为搁置点 , 2 9 m跨连廊所有荷载均通 过塔楼边框架柱传递到 转换 结构 上 , 转 换结 构 承受 的荷 载较 大 , 且 转换 结构 跨度 达到 2 4 m。因此 , 本工 程 的 转换 结 构设 计 是 一 个重 点 和难 点 , 对 整 个 建筑 物 的安 全 起 着 至关 重要 的作用。若采用普通框支梁作为转换构件 , 截面非 常大 , 且这种结构受力模式类似深梁 , 传力途径不明 确 , 则对结构安全不利 。我们选定采用转换桁架作 为转换构件 , 来实现本建 筑使用功能上 的需求
6、 , 桁架上下弦杆分别设置在 4层和 5层的楼层标高处 ( 图 1 ) , 为清楚 看 到转换 结构 的情 况 , 裙房 的部 分 框 架 已隐去 , 且 转 换 桁 架 所 在 的 一 榀 框 架 也 用 深 色 示 意 收稿 日期 : 2 0 1 5 0 92 3 作者简介 : 顾宏达 ( 1 9 7 6 一 ) , 男 , 浙江杭州人 , 高级工程 师, 从事建筑结构设计工作 。 第 l 2期 顾宏达: 杭州钓鱼台酒店型钢混凝土转换桁架的设计 1 9 图 1结 构 模 型 示 意 图 3转换桁架设计 由 于 本 工 程 中转 换 桁 架 属 于 特 别 重 要 结 构 构 件 , 因此
7、, 我们在设计中将转换桁架抗震等级提高一 级 , 考虑竖 向地震作用 , 并以中震弹性为该构件结构 抗震性能设计 指标 , 设 计软件 主要采 用 MI D A S - b u i l d i n g和 MI D A S G E N。在确定了以转换桁架作为 转 换构 件后 , 我 们需 要解 决桁 架 的形式 、 杆 件材 料 以 及 各构 件 的具体 设计 等 问题 。 3 1 转换 桁 架形式 确 定 3 1 1 转换 桁架 方 案 一 由于 主 体 结 构 为混 凝 土 结构 , 所 以转换桁架首先考虑为混凝土结构 , 即桁架 的上 下弦 杆 以及 腹 杆均 采用 普通 混凝 土构 件
8、。但是 通过建模计算发现 , 荷载作用下桁架下弦杆及 部分 受拉 腹杆 的轴 力过 大 , 配钢筋 面 积非 常大 , 甚 至 出现 了超筋的情况 。另外 , 在普通框架结构的节点区内, 通常只有水平方向的梁钢筋和竖直方 向的柱钢 筋, 而在转换桁架节点处还存 在桁架腹杆 内的纵 向钢 筋 , 部分桁架节点存 在四个方 向的钢筋在同一 节点 区交错甚至锚固的情况 , 多 向交错 ( 锚固) 的钢筋排 布使得节点区混凝土浇筑 困难 , 施工质量难以得到 保 证 。 3 1 2 转 换桁 架方 案二 我 们 尝 试 采 用 型 钢 混凝 土桁架, 利用型钢来抵抗拉应力 。通过对计算结 果分析发现
9、, 相 比混凝土桁架 , 由于各杆件 内的拉力 主要 由型钢承担 , 型钢混凝 土桁架各构件的配筋量 大 幅减 少 。但是 , 由于构件 内型钢 的存 在 , 许 多钢 筋 被 型 钢翼缘 板 打断 , 节 点 区 内可 供 排 布 钢筋 的空 间 也 大 幅减 小 , 在钢筋 四向交错 的节点处 , 钢 筋排 布依 然很 困难 。再加上型钢上 的加劲肋 板、 栓钉等布置 增加 了混凝土浇筑 的难度 , 因此施工质量难以保 证 的 问题依 然存 在 。 3 1 3 转 换桁 架 方 案 三 前 两 种 方 案 都存 在 节 点 区钢 筋排 布 困难 , 施工 质量 难 以保证 的 问题 , 主
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