【其他形式的屋顶附属建筑】
(一)北京国际企业大厦
其他各种形式的附属顶部建筑,主要由建筑功能来决定。北京国际企业大厦工程地上18层,结构顶高76m,顶部设四角锥台钢-混凝土混合结构覆面。斜梁不仅突出了屋面线条,而且为屋面钢桁架提供了支座,并保证屋面有足够的刚度。钢桁架外挂百叶铝板。图2-6-9为北京国际企业大厦剖面图。
(二)浙江省建行办公营业楼
本工程屋顶标高为95.3m, 标准层平面尺寸为31.2m×31.2m, 采用全现浇钢筋混凝土框-筒结构。业主要求在顶部建造高10.5m的空间结构作为多功能厅,并覆盖冷却塔,四周设置大型标志灯箱广告牌,选用网格尺寸为2.6m×2.6m、高度2.0m、水平部分高度2.5m的螺栓球正放四角锥网架。由于在钢筋混凝土塔楼顶部设大空间结构,结构刚度存在突变,对结构抗震不利,因此,屋顶水塔侧壁部分到网架下弦,增设4只下弦支座,使大跨度网架结构与钢筋混凝土筒体共同工作,以利抗风、抗震。
该工程按7度抗震设防,经抗风、抗震设计,以风荷载组合为控制荷载,计算最大组合水平力在中间支座节点达141.0kN,周边水平支座反力在90.0kN左右。本网架设计用钢量为27.6kg/m²。该层最大层间位移为14mm,满足《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2002要求, 最大竖框(立柱) 位移为18mm, 满足网架结构变形的要求。水平力设计采取主要是“抗”风的措施,所以支座均采用带法向侧支的橡胶支座形式。
(三)上海复兴大厦
本工程地面以上44层,高159m,7度设防,Ⅳ类场地,基本风压(0.6kN/m²。建筑物顶部造型变化较大。标准层平面如图2-6-10所示,经过结构转换后,顶部钢结构平面如图2-6-11 所示, 中央5根工字钢柱截面高度1200mm, 翼缘宽度300mm。为保持刚度的连续性,部分剪力墙延伸至顶部楼层,墙厚300mm。框架4根角柱在顶部变换为直径600mm的钢管混凝土柱。梁为双槽形工形截面([]40、Ⅰ36型钢。斜撑为双槽形( [ ] 18及[25a型钢)。外立面抗风柱为]18a, 间距2200mm、2800mm,最外面为铝合金墙板。
通过中间纵向框架的梁、柱及支撑设置如图2-6-12所示。顶部三层为建筑装饰,采用了弦杆为_125×125×12组成的空间桁架, 空间桁架截面尺寸为1200mm×800mm。 外部纵向框架的梁、柱及支撑设置如图2-6-12所示,钢梁及钢斜撑与抗震墙的连接采用墙上预埋件与钢构件焊接形式。
屋顶组合结构的内力通过以下三个步骤综合分析:
(1) 在结构的整体分析中,屋顶钢结构及组合结构按刚度、质量等效的原则,等效为钢筋混凝土结构参加结构的整体验算,采用电算程序为中国建筑科学研究院的《多层及高层建筑结构空间分析程序》TBSA5.0版,取15个振型,并考虑扭转振型,从振型图上可体现顶部结构受高振型的影响。
(2) 由于顶部为结构的薄弱部分,为了充分掌握结构薄弱部位的受力情况,采用时程分析进行了补充计算。根据时程分析结果对薄弱部位钢筋混凝土构件的配筋及钢结构的截面、节点进行调整加强。
为了进一步掌握顶部的刚度变化、质量变化及受力情况,采用SAP84程序对屋顶钢-混凝土组合结构按实际的材料截面单独分析,得到各杆件在静荷载、风作用(考虑风振的影响)及地震作用下的杆件内力,根据屋面结构与主体结构楼层的刚度比值按《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010中的规定计算结果,最后截面设计内力的依据为以THSA 整体计算的结果为基础,参见图2-6-13。标准层结构平面图根据时程分析结果(取三种波形的平均值)及 SAP84 调整后结果进行截面调整。
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