I-LAND塔楼24小时内完成，高楼钢结构成功实施

1.建筑概况

日本东京都新宿区于1995年建成的新宿I-LAND塔楼，是一幢高层办公楼，地下4层，地上44层，高度为190m。建筑平面形状为带小切角的长方形，长92m，宽39.2m。整个楼面划分为一个公用服务区和三个独立的办公区：一个位于楼面中段北区，另两个分别位于楼面的东端和西端。

2.结构体系

（1）建筑楼面的每个分区，均围以中心距为3.2m或3.6m的密排钢柱与各层楼盖处钢梁构成的框筒，使整座大楼结构成为由多个子框筒并列形成的框筒束体系。每个分区的内部楼面不再设置承重柱，采用宽翼缘工字形钢梁直接跨过18m或19.2m的空间。图4-80为大楼的典型层结构平面和结构剖面。

图4-80 日本东京都新宿I-LAND塔楼

a）典型层结构平面 b）结构剖面

（2）框筒的钢柱采用焊接方形钢管，截面尺寸基本上为600mm×600mm，框筒连梁采用H-600焊接钢梁。各层楼盖，均采用以压型钢板为底模的轻混凝土组合楼板，办公区楼面的大跨度梁采用H-800焊接钢梁。

（3）框筒的梁-柱节点，采用栓焊混合连接，钢梁上、下翼缘采取坡口全熔透焊缝与钢柱连接，钢梁腹板采取双排高强度螺栓与焊在柱面上的竖板连接，钢梁上翼缘的上表面焊接两排栓钉，以加强与混凝土板的连接（图4-81）。

图4-81 钢框架的梁-柱节点

a）节点平面 b）节点立面

（4）大楼采用天然地基，以埋深-27m的砾石层作为持力层。地基的长期容许承载力为1000kPa；而结构的最大压力为540kPa，地震时最大压力为600kPa。(www.xing528.com)

3.抗震分析

（1）大楼的横向基本周期为4.75s，纵向基本周期为4.56s，表明框筒束结构体系的纵、横向抗推刚度大致相等。

（2）利用以往实测并调整成峰值速度为25cm/s的5条地震波记录，作为输入波分别进行结构动力分析，最后确定各楼层的设计地震作用，使其能覆盖各条波的反应值。

（3）计算结果表明，沿塔楼的纵向和横向，都是TAFT-EW波的结构反应值为最大，结构底面的设计剪力系数为0.053。此时，结构所有构件的应力均小于容许应力；各楼层的层间侧移也都小于1/200。

（4）输入地震波的峰值速度提高到50cm/s，再对结构进行弹塑性动力分析，结构的最大层间侧移，沿房屋横向是1/165，纵向是/136，均小于设计限值1/100。

（5）为了查明楼顶直升飞机停机坪和第44层游泳池等偏心荷载对结构的不利影响，进行了结构弹性扭转振动分析，计算结果表明结构是安全的。

4.抗风计算

（1）结构的风荷载动力分析，采用基于概率统计的弹性分析振型叠加法，脉动风压的功率谱采用日野谱，基本风速取35cm/s。风压系数取1.4。取用前5阶振型，阻尼系数假定为内部粘滞阻尼，对应基频时的取值为1%。

（2）重现期100年的结构风振反应分析结果表明，层剪力和倾覆力矩均小于日本《建筑基本法》规定的设计风荷载效应。

（3）根据重现期5年、10年的结构风振反应分析结果，大楼的风振加速度不致引起大楼使用者的不适感。

（4）大楼的横风向振动反应，以加拿大标准为基础，设定风的空间相关性，验算大风时结构扭转振动的安全性。计算结果表明，设计风速作用下，不会发生因气流旋涡脱落引起的结构共振或不稳定振动现象。