北京长富宫中心：高楼钢结构体系与工程实例

1.建筑概况

北京长富宫中心为旅馆建筑，1987年建成，主楼，地下两层，地上26层，高94m，典型楼层的层高为3.3m。抗震设防烈度为8度。

本工程采用全钢结构“框架体系”，建筑平面尺寸为48m×25.8m，基本柱网尺寸为8m×9.8m，典型层的结构平面如图4-20所示。

底部两层及地下室，采用型钢混凝土结构；3层以上采用钢结构。外墙采用预制的厚200mm、带饰面的钢筋混凝土挂板。

2.结构钢材

结构钢材采用日本产钢材，框架柱和框架梁的钢板牌号为SM50A，次梁为SS41，压型钢板为SS41；高强度螺栓为F10T。

图4-20 北京长富宫大厦典型层结构平面

3.结构方案比较

在初步设计阶段，曾进行了两种结构方案比较，其结果如下：

（1）框架体系——基本周期为3.6s，周期较长，地震作用较小；构造简单，施工方便。缺点是：结构抗推刚度小，变形较大，地震作用下的最大层间侧移角为1/340。

（2）框架-支撑体系——基本周期为2.4s。结构刚度大，最大层间侧移角仅为1/1400，对非结构部件、建筑装修及设备管线有利。缺点是：构造比较复杂，施工较繁锁。

最后决定，采用第1方案——框架体系。

4.杆件截面尺寸

钢框架及型钢混凝土框架中各杆件的实际截面尺寸，摘录如下：

（1）钢柱——钢框架柱是采用坡口熔透焊缝将四块钢板拼装成方管截面，外边尺寸自下而上均为450mm×450mm，壁厚自上而下为19～42mm；柱的预制吊装件为每3层1根，长约10m。(www.xing528.com)

（2）钢梁——钢框架梁是采用截面高度为650mm的焊接H型钢，截面高度为650mm，翼缘宽200～250mm，腹板厚12mm；翼缘板厚度自上而下为19～32mm。多数钢梁为变截面，靠近支座处，翼缘加宽、加厚。次梁采用轧制窄翼缘H型钢。

（3）节点——纵、横向钢梁与钢柱之间均采用刚性连接，钢梁的上下翼缘与柱壁板的连接采用坡口熔透焊，梁的腹板与焊于柱壁板上的连接板采用高强度螺栓连接。

（4）型钢混凝土柱——截面尺寸为850mm×850mm及1200mm×1200mm，其中型钢芯柱为450mm×450mm方形钢管，即与上一楼层的钢柱截面尺寸相同。

（5）型钢混凝土梁——截面尺寸为500mm×950mm及500mm×1100mm，其中型钢骨架分别为650mm和850mm高的焊接工字钢。

（6）楼板——三层以上钢结构楼层的楼板，采用在厚1.2mm压型钢板之上浇筑混凝土的组合板，压型钢板搁置在间距约为2.5m的型钢次梁上，钢梁上翼缘顶面加焊圆柱头栓钉。

5.用钢量

整座大楼钢结构的总用钢量约为4200t，单位建筑面积的平均用钢量为138kg/m²。

6.外墙板

建筑外墙板采用带饰面层的200mm厚的预制轻质钢筋混凝土墙板，墙板不与框架柱相连接，仅与上下楼层的钢梁及现浇楼板连接。

7.结构分析结果

采用振型分解反应谱法和时程分析法进行结构地震反应分析，其计算结果分别列于表4-4和表4-5。

表4-4 反应谱振型分解法计算结果

表4-5 时程分析法计算结果