苏州新城超高层酒店施工模拟分析

2023-06-29严健刚

四川建筑 2023年2期

关键词：层层塔楼框架

苏州新城酒店结构高度222.55 m，为超B级高度的超高层建筑。有必要对结构进行施工模拟分析，观察结构在重力荷载作用下竖向变形的变化，以准确评估重要构件在重力荷载作用下的内力变化，保证结构的安全度。

超高层建筑；重力荷载；施工模拟；框架-核心筒

TU974 A

［定稿日期］2022-07-05

［作者简介］严健刚（1988—），男，本科，工程师，从事土木工程结构设计工作。

1 工程概况

本工程位于苏州市高铁新城南天城路南、澄阳路西，基地位置毗邻苏州高铁北站，包括一栋60层高度222.55 m的酒店塔楼及2层的裙房组成，主楼部分3层地下室，其余地下2层，总建筑面积98 871 m2。建筑效果如图1所示。本项目集三星、四星、五星酒店为一体，并配套大型宴会厅。本文主要以酒店塔楼为例，介绍塔楼的施工模拟分析。

酒店塔楼和裙房均以地下室顶板作为嵌固端，设置100 mm宽的抗震缝从首层到裙房顶部将结构分为酒店塔楼和裙房2个独立的单体。塔楼共60层，包括出屋面楼层3层，并含有4层避让层（8层、21层、34层、47层）。其中1层层高7.3 m，2层层高6.3 m，3层层高3.9 m，4～32层层高3.4 m，35～56层层高3.6 m，4层避让层层高在5.2～5.4 m不等，剩余楼层层高在3.0～5.9 m不等。塔楼建筑平面大致呈方形，等效平面尺寸为36 m×36 m。

结构设计使用年限为50年，抗震设防烈度为7度（0.10g），建筑场地类别为Ⅲ类，设计地震分组为第一组，场地的特征周期取：Tg=0.57 s（小震、中震），Tg=0.62 s（大震）。水平地震影响系数0.08（多遇地震），0.23（设防地震），0.50（罕遇地震）。基本风压取0.45 kN/m2（重现期50年），位移计算按50 年一遇基本风压，承载力计算按50 年一遇基本风压的1.1倍，风振舒适度计算按10年一遇的基本风压计算。

2 结构体系及结构布置

本工程酒店塔楼属于超B级高度高层建筑，结构形式采用型钢混凝土框架+钢筋混凝土核心筒结构（型钢混凝土柱+混凝土框架梁及核心筒），結构高宽比为6.18，核心筒平面尺寸为16.4 m×16.4 m，核心筒高宽比为13.6。核心筒外墙截面最厚为1 100 mm，向上减小至350 mm，核心筒内墙从200～550 mm减小至200 mm。外围框架柱距为5.0～7.6 m，地下2～19层采用型钢混凝土柱，19层以上采用钢筋混凝土柱。底层柱最大直径为 1 300 mm×1 300 mm，向上逐步减小至 800 mm×800 mm。外框架主要梁截面为300 mm×1 000 mm～400 mm×800 mm，内框架主要梁截面为500 mm×750 mm～300 mm×750 mm。墙柱混凝土等级为C60～C40，梁板混凝土等级为C30。剪力墙地下1层至5层（底部加强区）采用特一级，地下2层及以下按层降低，其它均为一级；框架地下1层至顶层采用一级，地下2层及以下按层降低。主要结构布置详见图2、图3。

3 施工阶段划分

施工顺序假定：

（1）混凝土养护时间：7天。

（2）施工速度：核心筒、外框架均为每层7天，考虑到本项目外框主要为混凝土梁柱，所以按核心筒与外框同步施工划分施工步。

（3）平均每层为一个施工步，主体结构施工共60个施工步。

（4）主体结构施工领先填充墙和幕墙20个施工步，第80个施工步完成填充墙及幕墙施工。

（5）主体结构、填充墙和幕墙施工完成后，在5个月内完成装修及设备安装（第81施工步），投入使用，即产生活荷载（第82施工步）。

（6）计算投入使用后10年（83施工步）、30年（84施工步）、50年（85施工步）的竖向变形和柱墙轴力变化情况。

4 材料参数

在施工过程模拟分析中，考虑混凝土材料的时变特性，选取欧洲规范 CEB-FIP（1990）模型，包括混凝土强度随龄期的发展变化，以及施工过程中和后续使用过程中，混凝土的收缩和徐变。

对于 CEB-FIP（1990）模型中的参数，苏州室外年平均湿度为 76%左右，考虑到结构主要处于室内，本项目计算时考虑环境年平均相对湿度取 70%，水泥类型取 5（普通水泥），开始计算混凝土收缩徐变时的混凝土龄期取为 3 天。

该模型下 C60 混凝土的收缩徐变和抗压强度随时间发展的曲线如图4所示。