爱华网西交利物浦大学行政信息楼（图1）位于苏州市工业园区独墅湖高教区，西交利物浦大学校内西侧。总建筑面积为59922m2，其中地上建筑面积为46154m2，地下建筑面积为 13768m2。作为整个西交利物浦大学北校区的标志性建筑，本工程以太湖石的概念为主要设计理念，建筑风格现代、简洁、大方。本工程由苏州市建筑设计研究院有限责任公司和凯达环球建筑设计咨询（北京）有限公司合作设计，为2014世界最佳建筑大奖入选作品。
图1 西交利物浦大学行政信息楼
工程主楼部分为地下1层，层高为5.4m，地上13层，层高为4.5m及4.2m，房屋主体高度为55.95m；裙房部分为地下1层，层高为5.4m，地上2层，层高为4.5m，主体高度为9.15m。由于建筑功能要求，本工程裙房与主楼整体相连，形成大底盘单塔楼结构。部分楼层结构平面及建筑典型剖面如图2所示。
图2 部分楼层结构平面及建筑典型剖面图
2 地基基础设计
本工程建筑地基基础及建筑桩基设计等级均为甲级。主楼基础采用“预应力管桩+筏板”组成的桩筏基础，桩采用先张法预应力混凝土管桩，桩型为PHC-600（110）AB-C80，桩长32m，以层⑨粉土为桩尖持力层；裙房基础采用“预应力管桩+承台或筏板”组成的桩基础，桩采用先张法预应力混凝土管桩，桩型为PHC-500（100）AB-C80，桩长20m，以层⑦粉质黏土为桩尖持力层。
3 结构主要特点
3.1结构体系
主体结构采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构；主楼层8以上大跨度部位（包括空中连廊）采用型钢混凝土框架结构；裙房多功能厅大跨度部位采用型钢混凝土柱组合钢梁结构；椭圆形会议室四周采用钢筋混凝土抗震斜墙，楼面采用现浇混凝土密肋楼盖，屋面采用空间方钢管桁架结构；其余部位均采用普通现浇混凝土梁板结构。
3.2抗震等级、底部加强部位
（1）工程框架和剪力墙的抗震等级一般为三级，考虑到工程属平面及竖向特别不规则的超限高层建筑，因此将主楼部分剪力墙底部加强部位的抗震等级提高为二级，同时将轴G~J间空中连廊大跨度部位的框架及剪力墙的抗震等级提高为二级。
（2）主楼部分剪力墙的底部加强部位为底部3层（包括地下室在内为4层），即13.400m标高以下为底部加强部位。
4 结构分析主要结果
（1）工程体型及平面均复杂，主体结构采用多个不同力学模型的三维空间分析软件SATWE，ETABS及PERFORM-3D进行整体内力位移计算。结果表明，整体结构采用三个程序计算的主要指标是基本吻合的，且整体计算结果均满足现行规范要求。整体计算模型见图3。
图3 整体计算模型
（2）主体结构采用PERFORM-3D程序进行多遇地震作用下的弹性时程分析及罕遇地震作用下结构动力弹塑性时程分析。结果表明，结构具有充分的抗震能力，在罕遇地震作用下的弹塑性反应及破坏机制符合结构抗震概念设计的要求。
5 关键构件设计
5.1 大面积楼层斜板设计
主体结构计算分析中考虑了层7，8大面积斜板的侧向刚度贡献。对层8结构楼板按实际斜板建模和按平板建模，在水平地震作用下周边框架柱（框架柱Z1~Z4的位置见图1）承受剪力计算结果的对比。结果表明，按实际斜板建模和按平板建模，周边框架柱承受的水平剪力有不可忽略的差异，最大达3.5倍。
图4 斜板周边结构布置示意
斜板在多遇地震作用下角部剪应力接近2.15MPa（图5），满足剪压比要求，斜板不会开裂，配置适当钢筋后，其极限承载力和使用功能均能满足规范要求。故设计中该部分斜板采用板厚150mm、Φ10@150双层双向配筋加强，混凝土强度等级提高为C40。
图5 斜板剪应力分布/MPa
5.2 空中连廊设计
主楼自层9起轴G~J间设置多道空中连廊南北相通，最大跨度达19m，考虑到各层连廊平面位置不同，且形状各异，故连廊部位框架梁采用型钢混凝土梁，并与主体结构南北刚性连接。对连廊型钢梁支承到剪力墙的部位，剪力墙内预埋钢柱，保证节点刚接；对部分连廊型钢梁无法支承到柱或剪力墙等竖向构件上，支承的框架梁也采用型钢混凝土梁，且连廊型钢梁内的型钢向后延伸1/3跨，加强节点连接构造。
5.3 穿层柱设计
主楼层4~7西侧轴6及南侧轴E建筑平面有一个贯通3层（局部3层半）的共享空间，该处边柱和角柱两个方向均无楼层梁连接，形成高度达12.9m的穿层柱，导致结构局部长短柱共用。设计中穿层柱的计算长度按实际高度取用，同时根据超限审查要求，为加强其抗震能力，满足多道防线要求，穿层柱按周边非穿层柱的水平地震剪力复核其抗弯和抗剪承载力。同时在基本烈度地震作用下，对穿层柱进行承载力验算，验算结果表明穿层柱均满足中震弹性要求。
5.4 椭圆形锥体设计
根据建筑功能需要，裙房西侧层1，2设置椭圆形的合唱团排练厅和会议室，立面呈椭圆形锥体，层1为合唱团排练厅，层高仅为4.5m；层2为会议室，楼面长轴跨度约19.5m，短轴跨度约18.7m。为保证使用功能，层2楼面结构高度仅为700mm，经多次方案比较，最终采用现浇混凝土密肋梁楼盖，密肋梁截面为250×700，间距1m，楼板厚150mm。会议室屋面采用空间方钢管桁架结构，呈轮辐式放射布置，管桁架与周边环形框架梁铰接。椭圆形锥体四周设置6片长短不等的钢筋混凝土落地弧形斜墙，墙厚500mm，由于锥体下小上大，弧形斜墙底部最小长度1.5m，顶部最大长度6.0m。考虑斜墙的外倾力矩，在楼屋面均设置刚度很大的环梁，以加强与斜墙之间的连接，使四周6片斜墙共同受力，同时使斜墙的外倾力与环梁的拉力平衡，楼屋面环梁均按双向弯曲+轴心受拉构件进行设计。SAP2000模型如图6所示。
图6 SAP2000计算模型
5.5 多功能厅屋盖设计
裙房层1西北角设多功能厅，平面尺寸为40.5m×29.5m，柱跨为29.5m，柱间距为13.5m，层高为9m，且屋盖为种植屋面，荷载较大。根据多种方案计算比较，多功能厅屋盖最终采用组合钢梁结构体系。由于净高限制，钢梁设计为变截面梁，靠柱端部5.6m范围考虑下有风管通过，梁高为1.5m，跨中梁高为2m，上部混凝土屋面板厚为150mm，通过在钢梁顶设置栓钉与混凝土屋面板连为整体。在两柱居中位置也增设29.5m跨钢梁，即钢梁间距为6.75m，中间钢梁支承在13.5m跨的型钢混凝土梁上。多功能厅西侧边柱高度达9m，采用1m×1.5m型钢混凝土柱。组合钢梁与型钢柱及13.5m支承型钢梁采用铰接连接，仅传递剪力。组合钢梁及连接节点大样如图7所示。
图7 组合钢梁及连接节点大样
更多内容详见《建筑结构》杂志2012年第1期两篇文章：
题目：《西交利物浦大学行政信息楼超限高层结构设计》；作者：张敏，袁雪芬，张杜，王远，沈银良，何小安，洪庆尔，夏俊杰；单位：赛德设计-苏州市建筑设计研究院有限责任公司；
题目：《西交利物浦大学行政信息楼关键构件设计》；作者：张敏，张杜，袁雪芬，洪庆尔；单位：赛德设计-苏州市建筑设计研究院有限责任公司。
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