中国首座全钢结构连体双子塔：西安迈科商业中心

ldzqlyc

近日，中国首个超百米异形空中“钢连桥”采用计算机控制、地面拼装、同步整体提升施工技术，顺利整体提升就位！该钢连桥跨度约40米、重约650吨，位于西安迈科商业中心。

该项目创造了以下几个第一：中国第一个全钢双子塔工程、中国第一个超百米异形空中“钢连桥”整体提升工程、西部第一个200米超高层钢管柱混凝土采用低位顶升法施工工程、西北钢结构体量最大超高层工程。同时也是目前国内第一个采用钢管混凝土柱框架-钢中心支撑核心筒-连体钢桁架的结构体系的项目。

1
工程概况

西安迈科商业中心项目总建筑面积22.6万m2，包括两栋塔楼（塔楼地上面积16万m2）：一栋是45层的超高层5A级办公楼，其主体结构高度为207.25m；另一栋是36层的超高层5星级酒店，其主体结构高度为153.85m。两栋塔楼在标高93.4m处设空中连廊，连接体共两层，连接体高度13.15m。建筑效果图见图1。

图1建筑效果图

酒店塔楼下部设有4层裙房，裙房结构高度23.5m，裙房与酒店塔楼之间设防震缝完全脱开。地下室为4层，轮廓尺寸为203m×84m，埋深21m（包括筏板厚度）。在办公塔楼的5，20，23，35层和酒店塔楼的8，21，23夹层设置建筑避难层或设备层。建筑立面图见图2。

图2建筑立面图

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结构设计难点

本工程是由结构高度相差53.4m、建筑功能完全不同的两栋超高层塔楼在约100m的高空通过2层高的连接体连接形成的体型复杂的连体建筑。其结构设计表现为以下几个难点：

（1）两塔楼的结构高度不同，所以两者的结构刚度和结构特征周期不同，同时双塔连体结构导致的相互作用明显，在地震作用下双塔的相互牵制和协调变形是设计分析的关键。

（2）双塔平面连接为非对称布置连接，即酒店塔楼的结构弱轴与办公塔楼的结构强轴对接（图3），地震作用下两塔楼的振动同步性难以一致，扭转效应很明显。

图3连体层平面图

（3）由于两个塔楼的建筑功能不同，所以连体层以下各塔的层高和层数不同，办公塔楼标准层高4.3m，酒店塔楼标准层高3.7m，需要采用有限元结构分析软件来分析，才能保证分析结果的可靠性。

（4）工程地处高烈度地震区（8度0.2g），Ⅲ类场地，特征周期较长，设计地震力较大。

（5）连接体处于高位，且连接体桁架的结构跨度较大（38.5m），竖向地震作用显著，结构分析需要考虑竖向地震作用。

3
塔楼结构选型

经过方案比选，本工程塔楼最终采用钢中心支撑核心筒，即采用钢中心支撑与钢管混凝土柱形成单塔的核心筒。

为充分发挥钢与混凝土两种材料的优势，办公塔楼外框架柱均采用圆形钢管混凝土柱，柱截面由?1
400×25/30逐渐变化到?800×25；酒店塔楼外框架柱为配合客房的布局全部采用矩形钢管混凝土柱，柱截面由□900×1
400×35逐渐变化到□500×800×30。图4和图5分别为办公塔楼和酒店塔楼标准层的结构布置。

图4办公塔楼标准层结构平面布置图

图5酒店塔楼标准层结构平面布置图

4
钢中心支撑核心筒的布置和耗能机制

在两栋塔楼的芯筒区布置矩形钢管混凝土密柱，形成密柱核心筒。在适当位置的密柱间布置钢支撑来增加结构的抗侧移刚度，传递水平力。支撑设置时基于建筑芯筒平面尽量均匀和对称布置，支撑布置要避开门洞口位置，保证建筑功能不受影响。办公塔楼和酒店塔楼核心筒钢支撑平面布置见图6。

图6办公塔楼和酒店塔楼核心筒钢支撑平面布置图

核心筒钢支撑沿立面连续布置。办公塔楼核心筒钢中心支撑截面由H500×500

×22×28逐渐过渡减小到H300×300×18×

22；酒店塔楼核心筒钢中心支撑截面由H500×500×22×28逐渐过渡减小到H300×300×10×16。 图7为办公塔楼和酒店塔楼的典型支撑立面图及局部三维图。

图7典型支撑立面图及局部三维图

5
连接体结构布置

经过方案比较，本工程连接体与塔楼的连接方式最终选择了强连接。本工程为不等高双塔非对称连接，属于特别不规则的复杂连体超高层结构。连接体除了承受连廊的重力荷载外，还需要考虑连接体本身由于双塔变形不协调而产生的扭转作用以及连桥竖向振动所产生的竖向地震力。所以连接体结构的布置和设计是本工程的关键。

5.1
连桥桁架

在强连接方式的连体结构中，连桥桁架是协调双塔一起受力、协同变形的关键结构构件。本工程在2层高的连接体的两侧布置2榀2层高的桁架将两塔楼连接在一起。连桥桁架一端伸入塔楼的内部，与塔楼核心筒形成可靠连接；另一端与塔楼连体层的腰桁架连为一体，见图8。

考虑到桁架与塔楼框架柱连接的可靠性和内力均匀传递，在塔楼内桁架向下延伸一层，见图9。连桥桁架上下弦杆为H1000×700×40×40，桁架斜杆为φ700×65的圆钢管。

图8连接体桁架平面图

图9连接体桁架立面图

5.2
连体层水平支撑

为了保证连接体在大震下能够有效传递水平力，协调两塔楼的变形，连接体顶层、底层楼板厚度均为200mm，中间层楼板厚度为180mm。同时在连接体的各层布满交叉水平支撑来辅助楼板传递水平力，见图10。为避免水平支撑失稳，在水平支撑的下翼缘布置附加水平支撑，见图10。

图10连体层附加水平支撑

5.3
连体层环带腰桁架

图11为连体层腰桁架布置图，为了加强连体层的整体性，在连体层塔楼周边柱之间设置2层高的环带腰桁架，腰桁架和连桥桁架形成封闭的结构加强层。由于建筑设计不希望在连廊通往塔楼的通道上布置斜撑，环桁架在办公和酒店塔楼的连接体位置不能封闭，结构设计上参考了专家的建议，采用密柱（即空腹桁架）来实现环桁架在各单塔上均形成封闭的加强结构。

图11连体层腰桁架布置图

另外，按照结构超限咨询会上专家的意见，为了进一步增强连体结构的整体性，改善连接体部位塔楼外框架柱受力的均匀性，提高外框架抵抗倾覆力矩的能力，在连接体下一层（设备层）各塔楼又分别独立布置了封闭的腰桁架，见图12。连接体下一层的腰桁架同时还可以起到减小连体层与连接体下一层的层刚度比和承载力比值、转换空腹桁架竖杆竖向力的作用。

图12连接体下一层（设备层）腰桁架布置图

一大波项目美图来袭：

（图片均由本文作者提供，在此表示感谢）

BIM
结构模型

连桥开始提升

bugtwo

图片显示不了

ldzqlyc

bugtwo 发表于 2015-7-29 01:15
图片显示不了

图片看不了？那重发图片

小涛。

这个真屌

惊蛰

可以看图片啊。吊炸天

穆斯塔法拉赫曼

支持

steven

好！

小白

牛