[Dino工程]大连朗廷酒店B栋塔楼结构设计

WSP服务类别：结构设计顾问(包施工图设计)
开发商：朗城房地产开发（大连）有限公司
合作单位：中国建筑东北设计研究院
建筑方案公司：ROCCO香港

建筑效果图

工程概况：

大连东港朗庭酒店综合发展项目是一个集酒店、公建式公寓、会所及餐厅为一体的综合建筑。项目位于大连市东港区人民路的东南侧。项目设为4层地下室。项目的塔楼部分由5部分组成，分别是酒店T栋塔楼(299.5米)、A1塔楼(123.9米)、A2塔楼（78.75米），B、C栋塔楼（193.6米）及D栋塔楼（高度91.1米），如下图所示。每个部分通过结构设缝分开。其中T栋、B栋、C栋及A1栋塔楼属于超限高层建筑结构，需要进行超限审查。

结构形式及特点：

（以B栋塔楼为例）B栋塔楼结构高度193.6米，共计59层，有4层地下室。塔楼体型属长方形，结构Y方向的高宽比为8.92。根据工程特点，从建筑功能，结构抗震性能、工程造价及施工进度等多面综合考虑，塔楼采用钢筋混凝土框架核心筒结构，部分框架柱采用型钢混凝土柱进行加强。底部加强区及中部加强区的剪力墙中配筋部分钢骨。底部框架柱采用型钢混凝土柱，上部为纯混凝土柱，截面尺寸从底部的1.3mx2.0m，逐步减少至顶部的900x1500，柱混凝土等级均采用C60等级。塔楼两侧设置带巨型端柱的剪力墙，剪力墙厚度底部为800mm逐步减少至顶部的400mm。底部框架柱及剪力墙的暗柱采用型钢混凝土柱，采用双十字钢骨，如图所示，最大钢板厚度采用45mm，钢材料用Q345GJ。塔楼内部为双核心筒，核心筒尺寸为8.8m x 12.0m，核心筒外墙厚度为1000mm，逐步减少至顶部为400mm。核心筒四个角部墙肢设置有钢骨。

 

结构立面与平面图

 

转换桁架模型

塔楼风洞试验图（BMT公司试验）

连体的巨型钢桁架设置在30层，采用巨型钢桁架承受所有上部楼层的重量，如图2看所。27~28层采用吊装钢框架，两层重力荷载通过吊杆传递给巨型钢桁架。钢桁架的局部大样示意图如图3所示。桁架的高度为5.5m，内桁架的上弦截面为工字钢900X1500X100X70(x2), 下弦截面为工字钢900x800x100x70(x2)，外桁架的上弦截面为箱形截面1400x1400x70，下弦为箱形截面800x900x50.

2011年在北京完成超限审查。

 

[Dino工程]汶川人民医院减震阻尼器工程

[工程相关英文论文] http://www.dinochen.com/article.asp?id=122
[工程相关中文论文] http://www.dinochen.com/article.asp?id=196

[相关新闻]广州援建汶川项目在芦山地震中无一出现安全问题


http://news.ifeng.com/mainland/detail_2013_05/06/24960080_0.shtml

“4·20”芦山地震牵动全国人民的心。随着抗震救灾工作的深入推进，“5·12”汶川地震后重建房屋的安全情况也引发各界关注。“5·12”汶川特大地 震5周年前夕，本报记者随广州大学工程抗震研究中心专家等组成的工作队，重访离芦山地震震源只有80公里、并由广州对口援建的汶川县威州镇，发现广州援建 汶川项目无一出现安全问题，以“满分”通过了本次大震的考验。中央电视台《新闻联播》也在芦山地震后，对此进行了报道和高度评价。

[工程特点]
（1）框架结构抗震性能差，使用阻尼器改变它的抗震性能
（2）由于框架结构的变形大，阻尼器的效用发挥大
（3）采用ETABS进行阻尼器的小震，中震设计
（4）采用PERFORM-3D对带阻尼器的结构进行评估
（5）粘滞阻尼器作为“减震”工具，对改造的结构更有意见，也就是说可以在已建的框架结构中直接加上改善抗震性能。

汶川人民医院效果图



建成后的使用中的汶川医院大门


使用K型支撑布置的粘滞型阻尼器，大大增加框架结构的抗震性能。
全模型采用ETABS进行分析与设计，采用PERFORM3D进行弹塑性评估
发表论文，论文详细扫述医院结构设计，我们称这种结构体系为
带粘滞阻尼器的框架结构体系。


粘滞阻尼器的平面布置简图


[动画]阻尼器减震的效果动画展示,
youku视频: http://v.youku.com/v_show/id_XMTQ3NjAxODI3Mg

[动画]广州中洲观光门振动台试验动画
试验由广州大学抗震中心完成 

视频地址：http://v.youku.com/v_show/id_XMTQ3NDE3NTgzNg



相关的工程介绍：http://dinochen.com/article.asp?id=227

相关论文：

[论文]中洲中心二期结构抗震性能分析
http://www.dinochen.com/article.asp?id=107

[论文]高层钢-混凝土组合门式结构消能减震体系模拟地震振动台试验研究
http://www.dinochen.com/article.asp?id=125

[论文]粘滞阻尼器在连体高层结构中的抗风减振效果
http://www.dinochen.com/article.asp?id=98

工程名字：珠海超高层天朗海峰工程(182.5m)
建筑设计：德杰盟JSK
结构设计：华南理工大学高层建筑结构研究所
主要特点：第一次使用PERFORM-3D的弹塑性分析，开发ETP程序，开始于2010年
相关试验：风洞试验



小记：第一次使用PERFORM3D对结构进行弹塑性分析，由于结构复杂，采用了编程技术开发了ETP
也就是ETABS TO PERFORM3D 工具，第一次在论文中表述基于性能的抗震验算怎么应用，第一次提出
了弹性与弹塑性的对比，第一次用了ASCE的性能指标评估结构，很多的第一次。现在PERFORM3D的应用
相对已经很普遍，但是要知道，这个工作完成于2008年。

相关论文：

[论文]基于纤维模型的超高层钢筋混凝土结构弹塑性时程分析
http://www.dinochen.com/article.asp?id=109

[论文]珠海天朗海峰国际中心_基于性能抗震分析
http://www.dinochen.com/article.asp?id=16

第一次使用PERFORM-3D对高层进行弹塑性分析

第一次使用ETP对结构进行快速的弹塑性建模

查看更多...

工程名字：中洲中心二期观光门工程
设计单位：广州市城市规划勘测设计研究院， 华南理工大学
获奖：广州市2014年度优秀工程勘察设计评选 二等奖
主要特点：粘滞阻尼器，风振计算方法，PERFORM-3D的弹塑性分析，连体结构
相关试验：风洞试验，振动台试验
相关论文：

[论文]中洲中心二期结构抗震性能分析
http://www.dinochen.com/article.asp?id=107

[论文]高层钢-混凝土组合门式结构消能减震体系模拟地震振动台试验研究
http://www.dinochen.com/article.asp?id=125

[论文]粘滞阻尼器在连体高层结构中的抗风减振效果
http://www.dinochen.com/article.asp?id=98

查看更多...

工程地点：海南三亚

该购物中心由中国国旅集团投资50亿元建成，为全球最大的免税商业综合体。购物中心楼高3层，建筑面积约7万平方米，汇集了众多国际顶级奢侈品牌，集免税购物、有税购物、餐饮娱乐、文化展示多种业态于一体。
购物中心的建筑外形独特，灵感来自于三亚标志海棠花，其拥有四个形态各异的壳型钢结构构成的中庭，引入海南特有的明媚采光气氛，为消费者提供了一个世界级的购物环境。

科进WSP的中国结构团队负责该项目的所有钢结构的工程顾问服务，包括方案设计、初步设计和施工图审核服务。项目的独特的三维自由曲面屋盖涵盖入口拱桁架，后部连桥和其他五个单独的采光顶。

技术攻关：空间结构建模小工具，RHINO 3DSMAX AUTOCAD SAP2000综合应用

2009年8月14日，盛德大厦B栋（增建部分）的超限审查通过了！这个工程在我的暑假期间完成的，比起去年的天朗，这次使用PERFORM-3D做超高层结构的熟练程度有所提高，完成的时间还算可以。还补充做了底层不采用加固措施的方案的弹塑性分析，用来比较加固方案对抗大震的影响，在剪力墙弹塑性开展方面得到的验证，这也是本工程学习到的东西之一：合理弹塑性分析能反映加固改造措施的影响性。效果图如下图所示。

PERFORM-3D在分析带大量剪力墙的高层结构，具有很多优点，收敛性好是最重要的，如果收敛性不好，建立再好的弹塑性模型也是没有用的，出不了结果。其实，剪力墙的测量工具WALL GAGE为工程师提供剪力墙变形的直观数据——转角，而不是应力或应变的云图，工程师从转角判断弹塑性程序是最直观的，因为与试验所测的转角是对应的。PERFORM-3D即是科研型的软件也是工程型的工具！以后还需继续学习它。以下是大震时程分析得到的剪力墙变形测量图。

中洲观光门架结构专项设计审查会议终于召开了！
我们在2007年底就开始对该工程进行分析设计，分别进行了振动台试验，风洞试验等，按韩老师的话，在研究生阶段，在工程师的经历中，面对这种复杂的结构体系机会实在是难得，因为要把握这个机会学习尽可能多的东西。会上请了华南地区有名的结构专家，由容柏生院士带头组成专家组，专家对我们细致的分析工作是认可的。在这个设计过程中，采用了很多新的分析方法，很多新的尝试。很多知识都在这个过程中积累的，在这个过程中向韩老师，郑宜师兄，何伟球师兄学到很多东西，林生逸，毛贵牛与吴培烽这三大助手非常有义气，我们共同进步！技术上的问题，我会在以后的论文或博客中与大家分享的，希望中洲观光门架早日峻工，成为广州美丽的风景线。
中洲二期工程结构设计专项审查会现场照片：

中洲超限报告终于完成了！！
这是一个耗时最长的超限工程了。做了很久,在2007年就开始准备了，这个过程中学习了风振时程分析、楼板振动分析、基于性能的抗震分析、OPENSEES、PERFORM-3D都在这个工程上用得上，在这个过程中学到了很多东西，这是我参与的第三个超限了。贴上几个图在博客上面先。中洲观光门结构主要由四部分组成：左塔楼，右塔楼，高空连廊及低空连廊。结构布置示意图如图所示。结构形状复杂，还进行了风洞试验，试验模型如图所示。

对中洲结构进行多种分析，其中比较重要的分析包括以下几种，都具有一定的创新性：
(1)基于风洞试验数据风振时程分析
(2)基于OpenSEES的结构稳定分析
(3)基于PERFORM-3D的结构弹塑性时程分析
为了进行风振时程分析，特意开发了接口汕头大学风洞试验室与建研院试验室数据接口的基于风洞试验的风振时程荷载处理程序，程序界面如图所示。

升级开发了ETABS TO PERFORM-3D的程序 ETP，现在升级至1.1版本，能成功导入类似中洲这种形式的结构，增加型钢梁柱截面，能准确地导入荷载与自重。下图为ETP v1.1版本的程序界面。
导入PERFORM-3D后，如下图所示。里面带有粘滞阻尼器单元，本分析对结构进行了有控与无控，Y方向七条地震波的时程分析，共14个工况，通过分析得到结构在大震作用下的响应。
这个是PERFORM-3D在结构抗震中的工程应用的第二个实例了，之前做了一个天朗海峰的超高层结构。
由于塔楼的高宽比较大，专家担心会出现稳定问题，本分析除了采用SAP2000进行线性屈曲模态分析以外，还第一次采用了OPENSEES程序对结构进行几何非线性分析。通过面向对象语言写了一个粗糙的图形界面来显示结构的几何非线性行为，如下图所示。
在做这个工程的分析的过程中学到了很多东西，也总结了很多东西，有机会将在以后的博客上写关于这个工程详细的东西，特别很多网友很关心ETP程序的进展，该程序正在发展中，其实还存在很多BUG，在慢慢的正消灭BUG，同时增加新的功能。详细的分析方法将会整理成论文发表至国内或国外的学术期刊，请大家以后多多关注。

中洲观光门结构振动台试验
今天中洲观光门结构站振动台试验顺利完成，在广州大学的谭平老师，马玉宏老师，金建敏老师及陈建秋老师的努力下，准备了4个月的振动台试验终于完成了。作为分析小组的我们，看着自已设计的简化模型从电脑分析设计，到现场施工制作，直至振动台试验的完成，心里充满了喜悦。很难得的工程与科研的机会给我们这群小子遇上了。我们的分析小组，包括我，林生逸，吴培烽与毛贵牛四人在韩小雷才师及郑宜师兄的指导下，完成模型的分析与设计，最后协助广州大学完成试验方案。该结构非常复杂，包括以下特点：连体结构，高宽比大，钢混组合体系，异形墙肢，带粘滞阻尼器等等。虽然完成的试验，但后续的分析设计工作仍然需要继续，有试验资料作为辅助，可使工程分析更有信心。
The shaking table test of Zhongzhou Gate is finished today. With the help of Prof. Tang, Mrs. Ma, Mr. Jing and Mr. Chen, the test which is prepared for four month is finished perfectly. We, the other three students of my director and I, are the analysis team of the structure. Our job is to simulate the structure in computer, to analyze it, to design the model of it, to help the workers to build the model. When I saw the small scale model of the structure on the shaking table in the lab, I feel so happy. I think that is a very precious engineering experience and research opportunity for us. Under the direction of my professor, Mr. Han, we finally finished the test scheme and helped the lab of Univ. of Guangzhou to carry out. By the way, the building structure is very complicated, such as thin-and-tall, special-shape-pier, steel and concrete composite system, and viscous dampers. The test is over, however, the analysis and design work after the test should be continue. With the information and database of the test, we get more confidence for the analysis of engineering design.
更多的试验照片请看我的相册：http://www.dinochen.com/LoadMod.asp?plugins=album&class=11


工程分析小组：毛贵牛（风振分析）+陈学伟（总分析）+吴培烽（构件分析）

珠海天朗海峰国际中心_基于性能抗震分析

珠海天朗海峰相关网站：http://www.zhtlhf.com/

2008年8月完成了珠海天朗海峰国际中心的超限初步设计，采用了PERFORM-3D对其进行了弹塑性时程分析及基于性能的抗震评估。由于PERFORM-3D的建模非常复杂，所以我开发了一个ETABS TO PERFORM-3D的前处理，可以实现在ETABS建立几何模型，再通过我开发的前处理系统输入配筋与纤维截面划分，再导入PERFORM-3D完成非线性模型。PERFORM-3D 上述基于纤维模型（PERFORM-3D）的弹塑性分析的研究已初步完成论文《基于纤维模型的超高层钢筋混凝土结构弹塑性时程分析及工程应用》，正准备发表！PERFORM-3D是一个很不错的软件，可以输出大量工程关心的结果，塑性铰转角及能量耗散情况。

PERFORM-3D三维模型

PERFORM-3D前处理系统 ETP(ETABS TO PERFORM-3D)程序