北京谷泉会议中心结构设计与分析_杨婷

第41卷增刊2011年4月建筑结构BuildingStructureVol．41S1Apr．2011

北京谷泉会议中心结构设计与分析

杨婷，王奇，朱炳寅

（中国建筑设计研究院，北京100044）

［摘要］结合谷泉会议中心结构设计，总结坡地建筑（含有斜墙、斜柱）结构的分析方法，以及加强结构整体、提高抗震性能的相应的构造措施。

［关键词］坡地建筑；MIDAS；斜墙斜柱中图分类号：TU375

文献标识码：A

848X（2011）S1-0546-03文章编号：1002-

StructuralanalysisanddesignofGuquanConferenceCenterinBeijing

YangTing，WangQi，ZhuBingyin

（ChinaArchitecturedesign＆ResearchGroup，Beijing100044，China）

Abstract：CombiningwiththedesignofGuquanConferenceCenterinBeijing，themethodofstructure，whichhasmanyinclinedwallsandcolumnsandonslope，alsoincludestheanti-seismicdesignconstructionmeasurethatstrengthenstructuralintegrityanalysiswaspresented．

Keywords：buildingonslope；MIDAS；inclinedwallsandcolumns

1工程概况及结构形式

本工程位于北京市平谷区大华山北麓，所在场

地处于大华山面向西峪水库山脊线北端的山坳中，呈台阶状层层跌落。整个场地周边山势连绵，植被茂密。现状地势南高北低，背山面水的自然地形特色，为谷泉会议中心提供了一个幽静、安逸、生态的外部环境氛围。本工程为旅馆建筑、坡地建筑，建

2筑面积约4．40万m，地上7层，地下2层。采用钢

筋混凝土框架结构和框架-剪力墙结构，基础采用独立柱基，部分人工填土较厚的区域采用人工挖孔灌注桩基础。建筑整体效果图如图1所示

。

图2

总体分区平面图

表1

各区域结构形式及抗震等级

分区Ⅰ区1区Ⅱ-2区Ⅱ-Ⅲ区1区Ⅳ-结构形式框架框架-剪力墙框架-剪力墙框架-剪力墙

框架框架-剪力墙

抗震等级框架二级三级二级二级三级二级

抗震墙———二级一级———二级———

图1整体效果图

2区Ⅳ-

该中心总体分区如图2所示。其中Ⅰ、Ⅲ区为普通客房区、Ⅳ区为套房客房区、Ⅱ区为公共服务区。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区主入口至其屋面建筑高度为35．45m。各区域采用结构形式及抗震等级见表1。2

工程地质概况

根据建设综合勘察研究设计院有限公司

20102．1场地地质情况

年10月提供的《北京谷泉会议中心二区岩土工程

，勘察报告》在勘察深度范围内，自上而下各地质土层特性见表2。

2．2地下水

场区历史最高水位及近3～5年最高水位高程均不高于219m，因此建筑物无抗浮问题，同时不考虑地下水对建筑物混凝土及混凝土中钢筋的腐蚀性。

第41卷增刊杨

地质土层参数

婷，等．北京谷泉会议中心结构设计与分析

表2

备注填土层一般第四系洪积层

－－－－－－

－－5．08．06．08．010．0

太古界密云群阳坡地

547

4结构计算分析

考虑到本工程的复杂性，Ⅱ区采用多层及高层

土层①1杂填土①2素填土含碎石层②粉质黏土夹碎石

②1碎石③黏土③1含碎石黏土④全风化～强风化花岗片麻岩

最大层厚/mfka/kPaqp/kPaEs/MPa2．3010．804．005．003．2010．00＞19．50

－－[**************]

建筑结构三维分析与设计软件SATWE以及MidasGen进行结构计算分析。以Midas计算结果为主，SATWE计算结果作为辅助，按两种软件的计算结果进行包络设计。

（1）采用Midas计算时，挡土墙及各斜向抗震墙按实际情况输入模型，用于结构主要设计指标（周期、位移、位移比等）的控制以及构件配筋计算。Midas墙体模拟时，目前的结构计算软件一般仅能模拟非斜向抗震墙，对于本工程中斜向抗震墙，采用厚板模型，以模拟结构的受力状态。Midas整体模型如图4所示。

（2）本工程采用SATWE进行补充计算，将倾斜的抗震墙简化为斜撑，用于结构构件配筋复核。SATWE整体模型如图5所示。

采用两种软件进行整体计算时的主要计算结果如表3所示。

1000

3基础设计

本工程地基基础设计等级为乙级，根据提供的

工程地质勘察报告等资料，本工程Ⅱ区采用天然地地基持力层为④强风化花岗片麻岩，地基承载基，

力标准值fka=200kPa

。对局部存在的③黏土层和③1含碎石黏土层采用级配砂石换填处理。对于Ⅰ、Ⅲ区此部分建筑完成标高与实际地形标高相差较大，最大处达16．78m。采用人工挖孔扩底墩（桩）基础，桩端标准值qp=1000kPa。本工程为坡地建筑，为确保结构的整体稳定和抗滑移能力，保证边坡的整体稳定性（尤其是罕遇地震时的稳定性），在相关部位（Ⅰ区、Ⅲ区全部，Ⅱ区局部）挡土墙设置永久性锚杆（锚杆的设计使用年限不低于50年），为减轻雨水渗透对填土稳定

在挡土墙外，设置截水盲沟，具体做法如性的影响，

图3所示。为避免超厚填土引起的过大沉降，设计

采取了以下措施

：1）对回填土要求，

采用天然级配的砂石fencing回填压实，压实系数为0．95，地基承载力标准值不小于fka=120kPa。在桩周采用注浆，以消除回填缺陷。2）在地面层结构建筑防潮要求

可以减轻由于填土造成的不均匀沉降设置防潮板，而引起的地面裂缝。

图4Midas整体计算模型

图5SATWE整体计算模型整体计算主要结果

表3

周期（SATWE）/s

0．53930．41280．36140．36100．30700．2927

振型号123456

周期（Midas）/s

0．63980．41390．38470．37570．33510．3005

图3永久性锚杆设置示意图

Ⅰ、Ⅲ区主要采用多层及高层建筑结构三维分

548建筑结构2011年

析与设计软件SATWE为主要计算程序，挡土墙按实际情况输入模型，土压力简化为节点荷载作用于楼层标高处。用于结构主要设计指标（周期、位移、位移比等）的控制以及构件配筋计算。并且因两个区域为坡地上多层建筑，进行如下的补充计算：

（1）挡土墙简化为框架柱，按照整体模型进行构件的配筋计算。

（2）采用平面框架计算程序PK进行考虑实际情况下土压力的典型框架配筋计算，弯矩包络图如图6所示

。

础上，在不规则洞边附加设置洞边加强钢筋

416，

“石头”图8为某一墙面开异形洞口的加筋处理方式示意图

。

图7石头示意图8异形洞口加筋示意

6结论

协同建筑Revit三维模型（图9），采用了Midas

和SATWE两个计算程序进行计算（均为空间结构计算模型），为保证结构的安全性，采用包络设计方法。通过本项目对斜墙模拟有了初步的认识，为日后类似的斜墙构件的计算处理积累了一定的经验。对于空间关系复杂的结构形式采取相应的增强其

例如：楼板、边框整体抗震性能的一系列相应措施，

梁等的设置，以应对日趋复杂的建筑方案对结构设

计的要求

。

图6典型框架PK弯矩包络图

5结构构造措施

5．1楼板

本工程平面及空间关系复杂，受斜柱、斜墙的影响，楼面构件（梁、板）承受拉力，因此（Ⅱ区）除进行楼板应力分析外，各层均采用双层双向正交布

局部采用通长钢筋与附加钢筋间隔置的通长钢筋，

布置的楼板配筋方式。采用此种方式不仅能提高

结构的整体性能，同时，还可以提高楼板在地震作用下抵抗拉应力的能力。5．2边框梁的设置

“石头”由于建筑专业的整体要求，某些区域的

为双向成多向倾斜，如图7所示，并且石头转折处并非楼层位置。在转折及楼层标高位置设置边框梁，

“石头”边框梁围合设置，以提高的整体抗震能力。5．3异形洞口

本工程建筑门洞形状不规则，在设置连梁的基

图9

Revit三维模型

参加本工程结构设计的还有：刘明全、宋力、郭天

焓、马振庭、刘巍、张路、李正等同志。

参

考

文

献

［1］朱炳寅．建筑结构设计问答及分析［M］．北京：中国

2009．建筑工业出版社，