北京冠城园A楼钢结构体系与工程实例分析

1.建筑概况

根据初步设计，大楼是一幢综合性办公楼，地下2层，地上36层，典型楼层的层高为3.6m，建筑总高度为140m。建筑平面采用直径为44.4m的圆形平面。芯筒为方形，平面尺寸为18.4m×18.4m。典型楼层的层高为3.6m。

2.结构体系

大楼主体结构采用芯筒-翼柱体系，它由下列几部分构件所组成：①在楼面核心服务区设置钢筋混凝土芯筒，并在其内部设置多道纵、横向隔墙，芯筒采用带小切角的正方形平面，其外轮廓尺寸为18.4m×18.4m；②顺芯筒的纵、横各两道主要内隔墙方向，沿楼面周边设置4对共8根型钢混凝土巨型翼柱；③沿楼面周边在每两对巨型翼柱之间各设置两根方形钢管柱；④分别于第21层和第35层，顺芯筒两道主要纵、横内隔墙设置刚性伸臂桁架（刚臂），将芯筒与巨型翼柱连接成一个侧向整体抗弯构件；⑤沿各层楼面周边设置钢梁，与钢柱和型钢混凝土翼柱刚性连接，形成外圈框架。大楼的典型层结构平面和加劲层伸臂桁架布置平面见图5-218a、b。

图5-218 北京冠城园A楼的结构平面

a）典型层 b）加劲层

3.结构受力特点

大楼水平荷载引起的水平剪力和倾覆力矩，几乎全部由芯筒与翼柱组成的整体侧向抗弯构件所承担；大楼竖向荷载则由芯筒、翼柱和钢柱根据各自的荷载从属面积比例分担。大楼结构在倾覆力矩作用下，横贯房屋全宽、具有极大竖向抗弯刚度的伸臂桁架，迫使芯筒两侧的巨型翼柱，一侧受压，一侧受拉，形成强大的反力偶，来平衡倾覆力矩。(www.xing528.com)

图5-219 型钢混凝土伸臂桁架及其与芯筒、翼柱的连接

4.构件尺寸

钢筋混凝土芯筒的外墙和内墙厚度分别为500mm和350mm；型钢混凝土巨型翼柱的截面尺寸为1200mm×2400mm；楼面周边的8根钢柱采用方形钢管；第21、35层的伸臂桁架的上、下弦杆和斜腹杆均采用型钢混凝土杆件，截面宽度为550mm。伸臂桁架的侧立面及其与芯筒、翼柱的连接见图5-219。

5.计算结果

建筑抗震设防烈度为8度。结构设计过程中，曾采用TAT、SATWE及SAP84三种计算程序进行比较分析，其主要计算结果列于表5-70。此外，还对结构进行风振不适感的验算，10年重现期风压作用下的结构顺风向加速度a_d＝0.036m/s²，横风向加速度a_w＝0.058m/s²，均小于限值0.3m/s²。

表5-70 水平地震作用下结构分析结果