【同辰原创】高宽比对超高层塔楼结构经济性影响分析
- 时间:2022-03-04
- 作者:同辰建筑
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1、引言
高宽比是指房屋高度与宽度(最小宽度)的最大比值,影响结构刚度、整体稳定性、承载能力和经济性,是建筑结构的宏观控制性指标之一。
一般情况下,在同一设防烈度下,结构体系相同时,当建筑的高宽比越大时,则其经济性就越差。特别是超高层塔楼影响尤为明显,下面以我司结构优化咨询项目案例进行具体对比分析。
▲ 房屋高度和最小宽度示意
2、工程案例分析
2.1 工程概况
某城市综合体项目A塔楼,地上46层酒店办公塔楼,建筑高度217.6米(超B级高度),地上部分建筑面积约10万多㎡。设计使用年限为50年,基本风压0.40kN/m2,地面粗糙度按C类;抗震设防烈度为7度,场地设计基本地震加速度为0.10g,设计地震分组第三组;建筑场地类别为III类,设计特征周期为0.65s。
项目效果如下图所示:
▲ 项目建筑效果图
2.2 建筑结构方案设计
2.2.1 建筑设计2个平面尺寸不同方案如下:
方案1:48.2x48.2米(核心筒尺寸22.1x22.1米)
方案2:43.3x43.3米(核心筒尺寸20.1x20.1米)
2.2.2 结构方案:采用钢筋砼(含型钢)框筒结构体系分别建立结构模型计算。建筑方案平面及对应结构计算模型效果如下图所示:
2.3 结构方案分析
2.3.1 高宽比分别计算如下:
方案1:217.6/48.2=4.52
方案2:217.6/43.3=5.03
2.3.2 结构整体计算控制指标统计:
2.3.3 模型结构工程量统计:
统计数据分析:方案2相比方案1,高宽比增加约(5.03-4.52)/4.52x100%=11.3%,影响结构基本周期及层间位移角增大约14.0%,含钢量相应增大约11~15%。
3、结论
高宽比指标不是结构设计必须要控制的条件。通过上述两个不同高宽比建筑方案的案例计算统计结果,可以发现高宽比增大对超高层塔楼的结构含钢量的影响是同比增加,对超高层结构经济指标控制意义重大。
综上所述,超高层塔楼在进行建筑方案选型时,要重视并对建筑高宽比指标进行控制,在施工图阶段能够最终达到结构限额指标设计的目标。
▌作者:同辰建筑 宋科
▌本文仅代表作者个人分析总结,仅供参考
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