北京国贸中心大厦（二期）的高楼钢结构体系与工程实例

1.建筑概况

北京国贸中心大厦二期工程主楼，地下3层，地上39层，高156m。建筑平面基本上呈方形，仅一条对角线上的两个角部改为圆弧形，建筑平面的外轮廓尺寸为45m×45m。

2.结构体系

主楼采用钢-混凝土混合结构，结构体系属混凝土芯筒-钢框架体系。周边钢框架的柱距均为9m，除两根角柱采用由一个H型钢和两个剖分T型钢拼焊成的带翼缘十字形截面外，其余外柱均采用H型钢，与各楼层的焊接工字钢窗裙梁组成外圈的刚接框架。但主楼1～4层，外圈钢框架柱变换为以H型钢为芯柱的型钢混凝土柱。主楼5～20层的典型层结构平面见图5-132。

内筒外侧的楼板采用在压型钢板上浇筑混凝土板，但芯筒内侧的楼板仍采用普通的钢筋混凝土梁板结构。

图5-132 北京国贸中心大厦（二期）典型层结构平面

3.结构抗震分析

（1）主楼结构进行弹性及弹塑性时程分析时，均采用平面杆系程序，并将结构简化为x、y两个方面的等效框架。计算时一共采用四条地震波。其中三条是按8度、Ⅲ类场地等参数挑选的三条实际地震记录，另一条是人工波。此4条波的峰值加速度均按8度抗震设防要求进行调幅，多遇地震时，调至70cm/s²；罕遇地震时，调至400cm/s²。(www.xing528.com)

（2）多遇烈度地震作用下结构弹性时程分析计算出的基底剪力系数（剪重比V/G）、结构顶点弹性侧移角（u_e/H）和结构最大弹性层间侧移角（Δu_e/h），列于表5-45。计算结果表明，人工地震波作用下的结构层间最大弹性侧移角达到1/480，超过《建筑抗震设计规范》表5.5.1中规定的1/800。

表5-45 多遇地震作用下的基底剪力系数和结构侧移

（3）罕遇烈度地震作用下结构弹塑性时程分析的计算结果列于表5-46。从中可以看出，结构的弹塑性层间侧移角均满足《建筑抗震设计规范》的要求。

表5-46 罕遇地震作用下的基底剪力系数和结构侧移

（4）计算数据指出，结构在罕遇地震作用下，塑性铰首先出现在钢筋混凝土芯筒的连梁上，继之，出现在芯筒的墙肢上；外圈的钢框架柱，仅在顶层及个别楼层的角柱上出现塑性铰，其余柱远未屈服。这说明：①芯筒的抗推刚度远大于外圈钢框架，芯筒承担了绝大部分水平地震力；②钢筋混凝土芯筒的弹性极限变形值远小于钢框架，以致芯筒和框架在抵抗地震作用的过程中并不同步。因此，为了改善钢-混凝土混合结构的耐震性能，提高其抗震可靠度，有必要增大钢筋混凝土芯筒的变形能力。办法可以是，在芯筒的纵、横墙体内及交接处埋置钢框架和钢支撑，形成型钢混凝土结构。