杭州滨江宝龙城结构设计

刘 勇

（浙江省省直建筑设计院，浙江 杭州 310058）

1 工程概况

杭州滨江宝龙城位于杭州市滨江区，周边交通便利，商业圈相对繁华。该建筑的特色在于在其顶部的约16.4m高范围两核心筒内设有5层钢结构连体酒店，酒店总跨度为126m左右，为核心筒+钢桁架连体混合结构，具体如图1所示。

图1 连体酒店构造图

2 杭州滨江宝龙城结构设计要点

2.1 基础结构设计

桩基设计根据变刚调平设计思路，1#楼核心筒部分要出屋面支撑空中酒店，故与1#楼MALL及地下车库部分的基础结构形式不同。具体处理如下：针对1#核心筒部分，基础结构形式为桩筏基础，底板厚度为2000mm，采用直径800mm、长约53m钻孔灌注桩，持力层采用9-2圆砾层并采用后注浆工艺，桩端进入持力层2m。针对1#MALL及地下车库，其基础结构形式为防水板+独立承台基础构造，底板厚度为700mm，采用直径600mm的预应力管桩，桩端持力层为9-1中细砂混粉质黏土层及9-2圆砾，桩端进入持力层2m。纯地下室采用单节管桩抗拔。

该项目桩基等级为甲级，打桩前通过试桩确定单桩承载力，并分别对各单体和车库部分进行整体和具体的沉降试算，得出具体的平均沉降和沉降差，与标准进行比对，确保满足规范要求。此外，在塔楼四周周边一跨设置沉降后浇带，能够有效消除主楼和地库的沉降差。

2.2 结构体系设计

该工程为多塔连体的复杂高层结构，抗震设防烈度为6度，抗震设防类别为乙类，商业部分框架抗震等级为三级，剪力墙抗震等级为二级，整体结构采用了框架剪力墙结构，利用商场周边楼电梯井设置剪力墙控制平面扭转及增加结构刚度，整体楼面结构布置为双次梁形式。基于提升结构抗扭转能力，对结构外围框架梁截面进行了加大处理，局部加大至700mm×1300mm，在商场内跨度较大处设置了H型钢砼梁及柱，确保承载力及挠度度满足规范要求。宝龙城结构整体模型图如图2所示。

图2 宝龙城结构整体模型图

该工程出屋面设置总长126m、跨度72m空中酒店，其结构为5层钢筋砼核心筒-钢桁架结构，沿建筑长度方向每层平面设置四道截面为200mm×500mm×20mm×20mm的纵向箱型钢梁，最外侧两道纵向钢梁在与核心筒四片垂直方向剪力墙通过同截面箱型钢斜撑连接，斜撑呈45°角与本层纵向钢梁及下层剪力墙都进行刚接，钢桁架每层平面沿短向设置4.5m间距同截面箱型钢梁，钢桁架长向两面山墙沿竖向平面设置间距4.5m的截面为400mm×300mm×20mm×20mm的箱型钢柱，通过这些箱型钢梁、钢柱形成5层钢桁架整体结构。整个钢筋砼核心筒-钢桁架结构经过YJK及SAP 2000两种软件应力及挠度比较分析，均满足规范要求。

2.3 抗震验算及设计

该工程存在扭转不规则、楼板不连续、竖向刚度突变（酒店出屋面位置）3项一般不规则选项，为超限高层建筑。该工程于2016年6月在浙江省建设工程抗震技术委员会进行了超限审查。

（1）钢筋砼核心筒+钢桁架连体混合结构超限分析。首先运用YJK及SAP2000两种软件进行了弹性分析，两种软件前三阶模态分析基本一致，小震下弹性位移角均满足1/800抗震规范要求。在X与Y方向地震作用下，塔楼部分楼层位移比＞1.20，但＜1.4，属平面扭转不规则。两个程序计算结果较为相近，计算结果如图3显示，由图3可知第8层楼层侧向刚度小于上一层刚度的90%，形成了薄弱层，需进行加强。该工程对钢桁架进行了竖向位移分析，大跨连廊在恒载作用下竖向位移达到了54.8mm，活载下竖向变形18.8mm。在标准组合作用下，钢桁架的竖向位移为73.6mm。钢桁架中跨跨度为72m，挠跨比为1/978，满足规范≤1/400的要求。基于上述指标，进行了中震性能化设计，剪力墙及钢桁架在中震下进行弹性计算，计算结果显示剪力墙均能满足抗剪中震弹性、抗弯中震不屈服、钢结构桁架及钢梁满足中震下抗弯和抗剪弹性的性能C的要求。外侧立面钢桁架应力比如图4所示。根据超限审查要求，伸壁悬挑桁架弦杆贯通核心筒，核心筒内第一跨增设斜腹杆，加强伸壁悬挑桁架弦杆贯通核心筒连接节点构造等措施。

图3 楼层侧向刚度比计算结果

图4 外侧立面钢桁架中震应力比

（2）裙房部分超限分析。裙房计算分析时也是采用SAP2000及YJK两种软件进行比较。小震弹性作用下，结构周期之比为0.77，满足要求。层间位移角也满足1/800规范要求，计算位移比＞1.20，＜1.4，因而属于平面扭转不规则结构。按照设定的性能目标要求，需要对中震作用下商业裙房竖向构件及酒店核心筒相关范围（核心筒周边两跨）框架梁的承载力进行复核，确定其达到设定的性能目标。在第5层对酒店剪力墙核心筒相关范围内（核心筒周边两跨范围）普通框架柱、普通框架梁进行中震弹性计算。计算结果表明，框架柱中震弹性的计算结果比小震弹性计算结果略大，其他框架柱与框架梁中震弹性的计算结果与小震弹性计算结果相同。因此，对目标构件按中震弹性、小震弹性进行分别计算，取大值设计，达到性能设计目标。

（3）地震及风荷载下基底剪力及倾覆弯矩分析。该工程经过验算得知，层框架承担的倾覆力矩与总倾覆力矩的比值在不同方向上呈现出不同的状态，X和Y方向的比值均为39%，而底层框架承担的剪力与总剪力的比值在X和Y方向上则分别为40%和46%。根据相关规范要求，对倾覆弯矩的比值进行比对，当比值＞10%但是≤50%时，建筑物框架结构与核心筒的抗震等级分别确定为三级和二级。此外，考虑到工程中有高位连体构造，因而需要对核心筒的抗震等级进行相应的提升，最终确定为一级抗震结构，而钢桁架结构的抗震等级最终确定为三级。根据上述分析可知，经过优化设计，该建筑结构的整体稳定性相对较高，具体表现为结构两个主方向刚比重均＞1.4，满足稳定验算要求。

2.4 温度应力分析

杭州滨江区宝龙城楼板长度和宽度大，虽主体结构中间设缝，但板最长仍近150m，需考虑砼收缩及温度应力的影响。该工程进行了中震作用下楼板应力及温度应力分析，对应力较大处加强了楼板厚度及板配筋，并结合结构的具体特点采用合理的温度控制措施，如图5所示。

3 结束语

杭州滨江宝龙城基础设计应用了变刚调平设计思想，主体结构根据超限审查要求进行双软件校核及性能化设计，商场部分针对楼板长度超长、开洞多，柱网间距大采取了有针对性加强措施，利用外围楼电梯井设置剪力墙，加大外围梁刚度等措施提高结构平面抗扭刚度，并且对出屋面大跨度酒店导致的薄弱层进行加强，对总长126m的5层钢筋砼核心筒+钢桁架连体混合结构进行了详尽的分析与计算，并采取了有针对性的加强措施。项目于2018年投入使用，效果良好。

图5 中震楼板应力分析