1.建筑概况
日本东京新宿区的三井大厦,为一幢高层办公楼,主楼建筑平面采用44.4m×58.4m的矩形平面。地下3层,基础埋深为-16.7m;地上55层,层高3.8m,总高度为223.7m;房屋高宽比为4.7。建筑场地位于8~9度地震区。
2.结构体系
主楼采用钢筋混凝土箱形基础;自地下三层至地上一层,采用型钢混凝土结构;二层以上,采用钢结构。
大楼主体结构采用筒中筒体系。外框筒的平面尺寸为44.4m×58.4m;内筒的宽度为13.2m,是建筑平面宽度的30%。内筒和外筒的基本柱距均为3.2m;内筒的横向柱距为13.2m。在内筒中,于每个纵向柱列各8个柱间内嵌置带竖缝钢筋混凝土墙板;于5棍横向框架间各嵌置一片带竖缝钢筋混凝土墙板。此外,为确保外框筒的良好空间整体性能,于外框筒两端17.44m宽的大开口处,各设置一列大型竖向支撑进行补强。支撑的宽度为17.4m,支撑一个节间的高度为19m,相当于5个层高。主楼的典型层结构平面和结构剖面见图5-89a、b。
3.受力状态
(1)新宿三井大厦位于高烈度地震区,沿内框筒纵、横向设置的带竖缝钢筋混凝土墙板,主要是用来增强结构的抗推刚度,并承担较多的水平地震剪力。
(2)在内筒设置钢筋混凝土墙板,可以较大地减小外框筒所承受的水平地震剪力,从而削减外框筒窗裙梁的竖向剪力,减小外框筒剪力滞后效应的不利影响。不采用实体钢筋混凝土墙,而改用带竖缝的钢筋混凝土墙板,是要增大混凝土墙体的延性,提高它与钢框架协同工作的同步程度。
(3)外框筒两端的竖向支撑约承担结构总水平地震剪力的20%。(www.xing528.com)
(4)结构的横向基本自振周期为5.1s。
4.构件尺寸
为使高楼在强风作用下的振动加速度,控制在不适感限值(容忍度)以内,楼房的基本自振周期要求不大于0.1N(N为钢结构楼房的总层数)。
经多方案比较后,除采用筒中筒体系外,所有钢柱均由H型钢换成焊接方形钢管。方钢管柱的截面尺寸为500mm×500mm,壁厚为12~15mm。房屋两端竖向支撑的斜杆也采用焊接方形钢管,截面尺寸为500mm×500mm。与支撑斜杆相连的外框筒钢柱采用焊接H型钢。
内、外框筒的纵、横向框架梁均采用焊接工字钢,截面尺寸为800mm×300mm×12mm。
图5-89 新宿三井大厦的筒中筒结构体系
a)典型层结构平面 b)结构竖剖面
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