钢-混凝土组合转换桁架在超高层结构改造中的应用与分析

黄彬辉， 李元齐， 罗尽华

(1 同济大学土木工程学院， 上海 200092； 2 上海浦东建筑设计研究院有限公司， 上海 201204)

1 工程概况

该项目位于上海市长宁区，是一幢6层裙房与31层塔楼连为一体的超高层加固改造工程[1]。既有建筑于1993年按照89系列规范[2-4]设计，于1997年竣工，建筑面积61 756m2(其中地下9 419.2m2，地上52 336.8m2)，原建筑使用功能主要为商业和办公。各层层高：地下2层3.7m，地下1层4.0m，地上1～3层4.8m，4，5层4.5m，6层5.7m(裙房4.5m)，7～14层3.3m，技术夹层(15层)2.2m,16～30层3.3m，31层3.6m，设备层6m，机房层4.5m。室内外高差0.60m，主屋面结构高度为111.40m。既有建筑结构采用现浇混凝土框架-核心筒结构体系，楼(屋)面采用现浇混凝土梁板式结构。既有建筑基础采用桩-筏基础，桩型为φ850(裙房处桩型φ650)的混凝土灌注桩，桩长59m(裙房处桩长30m)，筏板厚度2 400mm(裙房处筏板厚度1 700mm)，桩端持力层为⑨1灰色粉砂层(裙房处为⑧1灰色粉质黏土层)。根据现有建筑功能要求，改造后的总建筑面积、层高、结构总高度和基础形式不变，主要改造内容为：1)裙房局部1～3层需拆除3排框架柱(共5根)及其相连的2～3层部分梁板，局部增设1根混凝土框架柱，从而在4层形成转换层结构；2)裙房局部混凝土框架结构进行拆除，1～6层结构抗扭刚度降低，设计中，在地下1层～地上6层局部增设屈曲约束支撑；3)裙房局部因增设楼(电)梯而开洞；4)1～6层的建筑平面布局和外立面改造。结构改造前后主要平面布置见图1，场地在抗震设防烈度7度下无液化。

图1 结构改造前后3层平面布置图

该项目的结构安全等级为二级，地基基础设计等级为甲级，后续使用年限为40年(B类)[5]，室内混凝土潮湿环境为二a类，基础和上部结构露天部分混凝土环境为二b类，室内混凝土干燥环境为一类。……