建筑结构丨高位大跨钢连廊——苏州国际会议酒店结构设计

高位大跨钢连廊——苏州国际会议酒店结构设计

项目概况

苏州国际会议酒店项目位于苏州市相城区高铁新城，规划总建筑面积约30万m²，建筑高度96m。项目定位为一座能承办国内外各类大型会议，兼容酒店、庆典、精品会展、政务接待等多功能的城市综合体。该项目为中衡设计方案原创项目，并作为牵头方承担工程设计施工总承包（EPC）。

建筑设计平面布局为“中”字形态，立面呈现为窗口意象，寓意城市未来发展的无限可能性。顶部抽象表达为“高铁”形态，与区域定位和周边环境相融合，富有东方美学的内涵与特质，同时兼具现代建筑的科技未来感。

▲ 项目效果图

结构设计概况

结构主要由两侧塔楼、空中廊桥及中间裙房组成，两侧塔楼与裙房、空中廊桥之间均设置结构缝，确保塔楼与裙房在地震作用下各自变形互不干扰。裙房部分主要由门厅（18m悬挑）、报告厅（48m跨楼面）、宴会厅（54m跨楼面）组成。两侧塔楼与裙房剖面如下图所示。

▲ 塔楼剖面

▲ 裙房剖面

结构设计特点

特点1

连接方式的选择——强连接还是弱连接

两侧塔楼基本对称，结构高度91.4m，采用框架—剪力墙结构体系。两侧塔楼在屋顶通过跨度为81m的空中连廊连接，整体呈门式连体形式。两侧塔楼及空中连廊总长度近333m，采用强连接带来的塔楼耦联受力、连接体受力复杂、温度应力等问题对结构的性能是不利的。另外，两侧塔楼自身刚度足够，也无需连接体参与整体协调受力，因此本项目采用了弱连接形式。

特点2

连廊支座布置形式

分析连廊连接处的受力情况，合理选择支座类型与布置方案，对柔性连接体结构抗震设计尤为重要。此外，竖向重力荷载和风荷载等外力作用也是支座选型与布置的重要参考依据。基于此，提出了如下表所示3种支座布置方案。

弱连接支座在项目初期选择的是摩擦摆支座+铅芯橡胶支座，摩擦摆支座作为主受力支座，铅芯橡胶支座作为抗风支座。在设计过程中发现摩擦摆支座在平动过程中，会伴随支座高度提升现象。选择竖向承载力10000kN，曲率半径3000~4000mm的摩擦摆支座，在水平变形300mm时，最大提升高度约10~15mm。摩擦摆支座在大变形下的支座提升高度是超过铅芯橡胶支座的初始压缩变形的，会对铅芯橡胶支座的竖向受力产生不利影响。综合评估高度提升带来的不利影响，将原采用的摩擦摆支座替换为铅芯橡胶支座，最终采用方案C作为本工程连廊结构的支座布置方案。

▲ 摩擦摆支座变形示意图

特点3

空中连廊施工方案

空中连廊位于下部裙房上方，空中连廊施工直接影响整个项目施工进度。综合考虑场地、吊装条件、施工进度等实际情况，采用整体提升、整体滑移的施工方案，提升示意图如下图所示。空中连廊跨度81m，整体提升高度约80m，提升总重量2450吨，均居于全国前列。

▲ 空中连廊提升示意图

特点4

空中连廊“调频质量阻尼器系统”作用

空中连廊与塔楼结构采用柔性连接，且两者质量比达到了2.5%，此时结构系统形成了事实上的“调频质量阻尼器系统”，即地震作用由地面传递至连廊，通过连廊的振动及消能部件耗散地震能量。连廊地震响应被放大，而主体结构地震响应会被抑制。为控制连廊的支座位移，设置了部分黏滞阻尼器，支座在大震下最大位移由412mm降低为135mm。

▲ 总装模型与单塔模型楼层剪力比值