廣州新電視塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及新技術(shù)應(yīng)用

廣州新電視塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

及新技術(shù)應(yīng)用廣州市設(shè)計(jì)院一工程簡介

廣州新電視塔（廣州塔）的方案是通過國際方案競賽，從入圍的13個(gè)方案中選出的。廣州新電視塔高610米，由一座高達(dá)454米的主塔體和一個(gè)高156米的天線桅桿構(gòu)成。作為廣州市的標(biāo)志性建筑。電視塔塔體包括39層不同功能的封閉樓層，作為觀光層，餐廳，電視廣播技術(shù)中心以及休閑娛樂區(qū)等。珠江帝景東塔西塔第二少年宮廣州圖書館廣州歌劇院省博物館海心沙原新中國造船廠454米610米建筑簡介

海洋區(qū)——

地下停車庫、展覽廳、入口大廳、會(huì)議中心（-10.000層—32.800層）沙漠區(qū)——

高科技娛樂廳、影院（84.800層—121.200層亞熱帶草原區(qū)———觀景平臺(tái)、小食（147.200層—168.000層）熱帶雨林區(qū)——

空中云梯（168.000層—334.400層）溫帶區(qū)——

設(shè)備用房、茶室（334.400層—350.000層）冰原區(qū)——

微波電視機(jī)房（376.000層—402.000層）北極區(qū)——

觀景平臺(tái)、餐廳（407.200層—459.200層）總指標(biāo)總用地面積： 175460平方米凈用地面積： 133300平方米總建筑面積： 119453平方米一期：總建筑面積： 114054平方米地下（6.800層以下）建筑面積： 69779平方米地上（6.800層及以上）建筑面積： 44275平方米二期：總建筑面積： 5398平方米

地下建筑面積： 5200平方米地上建筑面積： 198平方米預(yù)計(jì)建筑期

= 2005–2009年底建筑簡介454米610米造形將建筑、結(jié)構(gòu)和美學(xué)等融為一體塔腰扭轉(zhuǎn)形成不同立面效果和動(dòng)感立面塔底部軸線相對珠江旋轉(zhuǎn)了45度，代表珠江水東流，表達(dá)珠江與廣州的悠長歷史關(guān)系。

設(shè)計(jì)概念外框筒外型尺寸40.5mx54m20.65mx~27.5m高寬比=7.360mx80m高寬比=7.5結(jié)構(gòu)形式=+++混凝土核心筒

鋼管砼柱

圓環(huán)

斜撐

各方向視圖二結(jié)構(gòu)主要設(shè)計(jì)參數(shù)1.結(jié)構(gòu)安全等級項(xiàng)目基本參數(shù)設(shè)計(jì)使用年限100年結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)1.1建筑結(jié)構(gòu)安全等級一級抗震設(shè)防烈度7度（100年5%作為基本烈度）場地類別Ⅱ類設(shè)計(jì)地震分組第一組（0.35s）2.主要設(shè)計(jì)荷載

1)風(fēng)荷載根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》，廣州地區(qū)100年重現(xiàn)期的基本風(fēng)壓為0.60kN/m2，本工程根據(jù)廣東省氣候與農(nóng)業(yè)氣象中心報(bào)告數(shù)據(jù)及8月26日專家驗(yàn)收會(huì)上的專家組決議，按100年重現(xiàn)期的基本風(fēng)壓為0.55kN/m2,風(fēng)壓高度變化系數(shù)按GB50009-2001取C類進(jìn)行設(shè)計(jì)。2)地震作用

根據(jù)《廣播電影電視建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》，本工程為甲類建筑，其設(shè)防烈度和設(shè)計(jì)峰值加速度的概率水準(zhǔn)取100年期限內(nèi)超越概率5%。地震作用參數(shù)、地震作用加速度反應(yīng)譜和時(shí)程曲線等是以廣東省工程防震研究院提供的《廣州市新中軸線電視塔工程場地地震安全性評價(jià)報(bào)告》作為結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)依據(jù)。3）溫度作用

采用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，對電視塔構(gòu)件不同高度、不同時(shí)間的溫度場分布研究，得到各桿件的溫度。3.外框筒鋼管柱計(jì)算長度柱高度范圍等效計(jì)算長度（m）鋼管的內(nèi)直徑（m）-10～38.020.81.825638.0～84.830.0*1.735184.8～116.010.41.6809116.0～147.025.0*1.6270147.0～168.010.41.5904168.0～204.425.0*1.5471204.4～235.625.0*1.4929235.6～266.825.0*1.4386柱高度范圍等效計(jì)算長度（m）鋼管的內(nèi)直徑（m）266.8～298.025.0*1.3843298.0～334.425.0*1.3210334.4～42815.61.21428～柱頂10.41.14注：*為參考清華大學(xué)課題組理論分析結(jié)果4.外框鋼結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件截面及材料5．主要構(gòu)件重量統(tǒng)計(jì)構(gòu)件重量（萬噸）構(gòu)件重量（萬噸）鋼管柱1.8079核心筒6.6155斜撐0.91495鋼管內(nèi)砼5.1577圓環(huán)0.26497樓面1.4329樓面梁0.46929其它0.5151天線0.1117其它0.48049合計(jì)4.049313.7212總計(jì)17.776計(jì)算分析軟件

奧雅納工程顧問采用了GSA，SAP作為設(shè)計(jì)計(jì)算軟件，同時(shí)采用LS-DYNA進(jìn)行補(bǔ)充分析。廣州市設(shè)計(jì)院采用ANSYS,SAP作為設(shè)計(jì)及分析軟件。北京市建筑設(shè)計(jì)研究院采用MIDAS和ABQUSE作了第三方校核。三基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

1.安全等級項(xiàng)目塔體(含塔體基礎(chǔ))廣場層、地下室混凝土部分建筑結(jié)構(gòu)的安全等級一級二級設(shè)計(jì)使用年限100年50年結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)1.11.0抗震設(shè)防分類甲類丙類抗震設(shè)防烈度按本項(xiàng)目的工程場地安全性評估報(bào)告場地類別II類II類設(shè)計(jì)地震分組第一組第一組地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級及安全等級設(shè)計(jì)等級為甲級；安全等級為一級2.場地地層構(gòu)成和工程地質(zhì)特性工程場地典型地質(zhì)剖面圖

3.主塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

24根鋼管混凝土柱基礎(chǔ)采用單樁單柱的大直徑人工挖孔嵌巖樁基礎(chǔ)，以微風(fēng)化巖層為持力層，樁身直徑為4米，擴(kuò)大頭直徑為5.2米，樁端嵌入微風(fēng)化持力巖層0.5米，樁頂采用5米×4米環(huán)梁連接各樁。對于微風(fēng)化基巖面埋深較淺的樁位，將出現(xiàn)樁長較短的情況，為抵抗風(fēng)荷載或地震荷載作用下可能出現(xiàn)的樁頂拉力，外筒大直徑人工挖孔嵌巖樁的最小樁長不得小于12米。主塔外筒與核心筒之間的區(qū)域，采用整板式筏板基礎(chǔ)，板厚1.5米。4.裙房地下室基礎(chǔ)

裙房地下室基礎(chǔ)可分為-5.00米和-10.00米兩層，采用樁基礎(chǔ)進(jìn)行基礎(chǔ)的抗壓和抗浮設(shè)計(jì)。四風(fēng)荷載效應(yīng)1.風(fēng)荷載取值

1）根據(jù)廣東省建設(shè)廳主持的《廣州新電視塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)風(fēng)荷載取值問題》專題技術(shù)論證會(huì)的結(jié)論：該工程100年重現(xiàn)期基本風(fēng)壓取0.55kN/m2，50年重現(xiàn)期基本風(fēng)壓取0.45kN/m2；該工程風(fēng)壓高度變化系數(shù)按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）表7.2.1中地面粗糙度類別C類取值。

2）風(fēng)工程研究（1）廣東省氣象局進(jìn)行工程氣象分析、模擬計(jì)算；（2）廣東省建筑科學(xué)研究院進(jìn)行地形地貌風(fēng)洞試驗(yàn)、整體模型測壓試驗(yàn)；（3）同濟(jì)大學(xué)進(jìn)行片段剛體模型測力試驗(yàn)、片段模型測壓試驗(yàn)；全塔氣彈模型試驗(yàn)；數(shù)值分析。3)設(shè)計(jì)風(fēng)荷載:

2.風(fēng)荷載下結(jié)構(gòu)位移

1）控制標(biāo)準(zhǔn)

部位塔頂（450米）天線頂（610米）塔身最大側(cè)向位移1/2501/100滿足各功能層設(shè)備要求

2）計(jì)算模型風(fēng)荷載下最大位移

部位塔頂（450米）天線頂（610米）最大側(cè)向位移1.689（1/266）3.876（1/157）層間位移角（最大值1/141）

有害層間位移角（最大值1/4131）3）層間位移角、有害層間位移角和區(qū)間廣義剪切變形（根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)技術(shù)規(guī)程》）區(qū)格的廣義剪切變形最大值1/2302，根據(jù)初步設(shè)計(jì)審查意見，控制結(jié)構(gòu)的剪切變形小于1/1500。

根據(jù)專家評審會(huì)意見，塔頂（天線根部）的加速度在頻遇值0.4W0）下控制指標(biāo)為0.25m/s2，試驗(yàn)結(jié)果天線頂部為0.674m/s2，天線根部為0.09m/s2。3.加速度控制標(biāo)準(zhǔn)

4.風(fēng)主控作用下外框筒鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件校核五溫度作用

采用當(dāng)?shù)貧v年冬季最冷及夏季最熱日氣溫?cái)?shù)據(jù)作為溫度計(jì)算依據(jù)，同時(shí)考慮100年期全球氣候變暖導(dǎo)致最高氣溫上升因素影響，采用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)分析方法，通過動(dòng)態(tài)熱模擬，確定不同高度上每根立柱和斜撐的表面溫度。廣州日最高氣溫：38.70C，最低氣溫：－2.60C。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)主要考慮結(jié)構(gòu)整體升溫工況（Ta）、整體降溫工況(Tb)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件最大溫差工況（Tc）.整體升溫降溫按室內(nèi)結(jié)構(gòu)溫度不變，室外結(jié)構(gòu)±30℃進(jìn)行計(jì)算，Tc工況根據(jù)CFD計(jì)算結(jié)果確定每根構(gòu)件的溫度。1.溫度作用下450米處樓板位移(米)XYZSumMinMaxMinMaxMinMaxMinMaxTa-0.0940.161-0.0720.1090.0420.1300.0460.205Tb-0.0610.032-0.0530.013-0.142-0.0510.0550.155Tc-0.01390.2940.0310.2500.0370.1360.1180.358樓板上最大豎向相對變形為0.099米。溫度影響狀態(tài)鋼管混凝土柱外筒斜撐、環(huán)桿核心筒外露部分最高氣溫與安裝狀態(tài)溫差25℃35℃25℃最低氣溫與安裝狀態(tài)溫差－30℃－30℃－30℃不均勻日照溫度變化/溫差44℃～52℃/19℃~27℃51℃~73℃/26℃~48℃49℃~57℃/24℃~32℃2.溫度作用對樓板轉(zhuǎn)角影響

樓板分區(qū)2）各種工況下樓板轉(zhuǎn)角統(tǒng)計(jì)（靠近核心筒樓板轉(zhuǎn)角大于1/100，Tanα≥0.01）

針對靠近核心筒樓板轉(zhuǎn)角較大，可能會(huì)造成樓板開裂，設(shè)計(jì)時(shí)對該部位的樓面梁采用插銷式連接，同時(shí)進(jìn)行構(gòu)造處理。3.溫度控制工況下外框筒鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件校核溫度主控下環(huán)構(gòu)件最大應(yīng)力比

六地震作用

1.場地工程地震資料

本工程場址覆蓋土屬于中軟場地土，其場地類別為Ⅱ類，場地地面脈動(dòng)卓越周期約0.33秒。根據(jù)《廣播電視電影建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)GY5060-19973》，對于本項(xiàng)工程應(yīng)按“甲類建筑”標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防，其“中震概率水準(zhǔn)取100年期限內(nèi)超越概率5%”。根據(jù)本場址50年期限內(nèi)“偶遇”地震分別與“常遇”和“罕遇”地震之間概率烈度與地震動(dòng)的差異，經(jīng)換算延伸至100年期限，其相應(yīng)大、中、小地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)此，本項(xiàng)工程場址的設(shè)防烈度為Ⅷ度。1）地面最大加速度峰值小震中震大震加速度峰值(gal)75.51193.90336.762)設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)參數(shù)T0（秒）Tg（秒）αmax(水平向)αmax(豎直向)小震0.10.400.1734（0.16）0.1127中震0.10.600.44520.2894大震0.10.700.7732（0.90）0.5026豎直向參數(shù)αmax值是按規(guī)范要求，取水平向參數(shù)值的0.65。設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)曲線2.抗震設(shè)計(jì)控制目標(biāo)

抗震目標(biāo)地震烈度多遇設(shè)防烈度罕遇總體沒有破壞有破壞，但可修補(bǔ)不可倒塌環(huán)梁性能彈性彈性

p<8y支撐性能彈性彈性受壓

<8

b受拉<10

t柱性能彈性彈性

p<0.03弧度核心筒彈性彈性

p<0.015弧度內(nèi)外筒的橫向連接及天線彈性彈性

p<8y受壓<8

b受拉<10

t根據(jù)抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)，在設(shè)防烈度作用下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震承載力計(jì)算按如下方法進(jìn)行：考慮內(nèi)力調(diào)整的地震作用效應(yīng)和抗震承載力按強(qiáng)度設(shè)計(jì)值計(jì)算。3.地震作用下主要構(gòu)件校核4.振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)在廣州大學(xué)進(jìn)行了1：50模型的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。基本結(jié)論：

1）應(yīng)力水平：小震作用下，結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)。中震作用下，局部次要構(gòu)件接近屈服，結(jié)構(gòu)基本處于彈性。大震作用下，腰部支撐及桅桿底部部分構(gòu)件達(dá)到屈服，核心筒腰部及底部出現(xiàn)開裂。

2）結(jié)構(gòu)薄弱層和薄弱構(gòu)件（1）外框筒結(jié)構(gòu)模型標(biāo)高3.00m～6.00m（相當(dāng)于原型結(jié)構(gòu)標(biāo)高150m～300m）處的斜撐應(yīng)力較大；（2）混凝土核心筒結(jié)構(gòu)模型標(biāo)高5.44m（相當(dāng)于原型結(jié)構(gòu)標(biāo)高272m）處的為結(jié)構(gòu)的薄弱部位；（3）桅桿結(jié)構(gòu)的底部區(qū)域桿件應(yīng)力較大。結(jié)論驗(yàn)證了設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)關(guān)注的薄弱部位，并予以加強(qiáng)。七結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

廣州新電視塔的鋼外筒如同一個(gè)巨大的鋼網(wǎng)殼，其承擔(dān)了整個(gè)結(jié)構(gòu)的60%的豎向荷載，85%左右的傾覆彎矩，巨型鋼網(wǎng)殼的穩(wěn)定性對結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性其控制作用。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，圍繞巨型鋼網(wǎng)殼的穩(wěn)定性做了大量的分析研究工作。在初步理論分析的基礎(chǔ)上，提出了環(huán)柱連接節(jié)點(diǎn)的剛度對結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性至關(guān)重要，故在節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)中必須驗(yàn)證設(shè)計(jì)的外框筒節(jié)點(diǎn)為剛性節(jié)點(diǎn)；為了提高腰部的穩(wěn)定性，在腰部增設(shè)三道支撐，后改為四道。鋼管混凝土柱在有樓層部位可按規(guī)范確定其計(jì)算長度，在底部（35.8～84.8）49米，腰部（169.3～334.4）165.1米高度范圍內(nèi)無法確定其計(jì)算長度，如不考慮環(huán)約束對計(jì)算長度的影響，構(gòu)件驗(yàn)算無法通過，考慮環(huán)的影響，又缺乏參考依據(jù)。通過設(shè)計(jì)單位與試驗(yàn)單位共同合作，由理論分析與試驗(yàn)相接合，來確定鋼管混凝土柱的計(jì)算長度。

1.環(huán)柱節(jié)點(diǎn)連接形式對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響分析1）圓環(huán)構(gòu)件與柱采用鉸接時(shí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性2）圓環(huán)構(gòu)件與柱采用剛接時(shí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性自重+活荷載作用下，K1=11.672。自重+活荷載+風(fēng)荷載作用下，K1=6.269。發(fā)生在天線與塔體的連接部位。2.環(huán)柱連接節(jié)點(diǎn)剛度對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響分析

環(huán)梁與柱之間的連接節(jié)點(diǎn)采用一小段鋼管梁來模擬，通過改變梁的剛度來模擬節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)弱。下面分別對四種模擬截面梁形式進(jìn)行穩(wěn)定分析，得到的臨界值如下表。（自重+活荷載+風(fēng)荷載，腰部三道支撐）牛腿剛度參數(shù)0.12360.0310.00620.0031第一局部失穩(wěn)模態(tài)（底部）d8.5842d7.7435d6.7970d6.3118第二局部失穩(wěn)模態(tài)（底部）d9.0042d8.0786d7.1330d6.7191第三局部失穩(wěn)模態(tài)（腰部）y9.3240y8.2155y6.9647y6.2209

塔身的失穩(wěn)首先可能發(fā)生在腰部和塔底部兩段沒有樓層的地方。

對結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)模態(tài)進(jìn)行分析，其前幾階失穩(wěn)模態(tài)均發(fā)生在透空區(qū)，為了提高結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，需對結(jié)構(gòu)的透空區(qū)進(jìn)行加強(qiáng)，采用在透空區(qū)增設(shè)支撐的辦法。3.腰部支撐對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性影響分析工況整體（90度）底部（22.5度）腰部（22.5度）靜+活8.66719.16521.116靜+活+風(fēng)8.6439.8610.33自重+活荷載+風(fēng)荷載作用下，結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)模態(tài)：

4.非線性穩(wěn)定分析荷載取1.0靜+1.0活+1.0風(fēng)，考慮正東方向風(fēng)荷載。1）初始缺陷按線性分析整體失穩(wěn)模態(tài)施加初始缺陷，柱頂位置偏差約為高度的1/500，荷載加至6*(靜+活+風(fēng))以后，位移增大明顯。

2）初始缺陷按線性分析底部失穩(wěn)模態(tài)施加初始缺陷，最大位置偏差約為截面寬度的1/500，荷載加至4*(靜+活+風(fēng))未發(fā)生位移明顯增大現(xiàn)象。5.鋼管混凝土柱構(gòu)件設(shè)計(jì)

鋼管混凝土柱的構(gòu)件截面按照鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程CECS28:90進(jìn)行設(shè)計(jì)。按照CECS28:90第4.1.2條,鋼管混凝土單肢柱的承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算：由右圖可知，對鋼管混凝土柱承載力影響最大的為考慮長細(xì)比影響的承載力折減系數(shù)。。

6試驗(yàn)研究1）底部群柱試驗(yàn)當(dāng)柱子的軸壓力達(dá)到設(shè)計(jì)荷載水平時(shí)，構(gòu)件的內(nèi)力、應(yīng)變及位移變化都比較均勻，鋼管柱最大應(yīng)力為157.2MPa，所有構(gòu)件都處于彈性工作狀態(tài)。中柱鋼管部分測點(diǎn)進(jìn)入屈服狀態(tài)時(shí)，中柱軸壓力水平2178kN，是中柱軸壓力設(shè)計(jì)值的2178/960＝2.27倍，說明柱子達(dá)到彈性極限時(shí)安全儲(chǔ)備較大。當(dāng)中柱達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)，在偏于加載端一側(cè)屈服區(qū)有一定的擴(kuò)展，且伴隨有較大的面外位移。這時(shí)中柱軸向最大位移為29.2mm，面外（徑向）最大位移為50mm，面內(nèi)（環(huán)向）最大位移為11mm。極限狀態(tài)下中柱軸壓力水平為3400kN，與其軸壓力設(shè)計(jì)值的比值3400/960＝3.54

倍。2）腰部節(jié)段試驗(yàn)第一階段加載結(jié)束時(shí)，也就是到達(dá)設(shè)計(jì)荷載水平，所有構(gòu)件都處于彈性受力狀態(tài)。其中立柱鋼管最大壓應(yīng)力為-129.6MPa，且所有立柱都處于受壓狀態(tài)，受力以軸力為主。第二階段加載結(jié)束時(shí)，20號立柱柱腳鋼管開始進(jìn)入屈服，其余構(gòu)件仍處于彈性受力狀態(tài)，水平推力H＝920kN，即達(dá)到設(shè)計(jì)值的920/240＝3.83

倍，說明部分構(gòu)件達(dá)到彈性極限時(shí)整體結(jié)構(gòu)安全儲(chǔ)備較大。第三階段加載直至立柱底部出現(xiàn)了大面積群柱失穩(wěn)，極限水平推力785kN，即為設(shè)計(jì)值的1785/240＝7.44

倍，說明結(jié)構(gòu)具有足夠的安全儲(chǔ)備。試驗(yàn)結(jié)果與設(shè)計(jì)時(shí)的數(shù)字分析結(jié)果基本吻合，同時(shí)驗(yàn)證了整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性。八天線與塔體連接方案設(shè)計(jì)

廣州新電視塔天線與塔體的連接方式：轉(zhuǎn)換桁架及核心筒承接方式。1.模態(tài)對比分析振型序號桁架方式承接方式周期模態(tài)特征周期模態(tài)特征110.225整體10.14整體27.0493整體7.0195整體32.8636天線局部2.9616天線局部42.5672天線局部2.6177天線局部52.4594天線局部2.4644天線局部62.2018整體(扭轉(zhuǎn))2.2000整體(扭轉(zhuǎn))72.1533天線局部2.1874整體81.4000整體1.4567整體91.1271天線局部1.1694天線局部100.9317天線局部0.9655天線局部桁架模型和承接式模型前20階模態(tài)對比表：振型序號桁架方式承接方式周期模態(tài)特征周期模態(tài)特征110.9171天線局部0.9335天線局部120.9123天線局部0.9227天線局部130.8289天線局部0.8400天線局部140.6869整體0.7093天線局部150.5853整體(扭轉(zhuǎn))0.6868塔體及局部（下部）160.5729塔體及局部（下部）0.6735塔體及局部（下部）170.5645整體(扭轉(zhuǎn))0.6455塔體及局部（下部）180.5074整體0.6134整體（扭轉(zhuǎn)）190.4868整體0.5965整體200.4420整體0.5422整體2.相同工況下位移對比1）塔頂位移（450米高度處）塔頂位移mA承接式方案B桁架式方案風(fēng)SAP20001.84631.8127ANSYS1.6341.670小震組合SAP20000.65610.6685ANSYS0.6160.567中震SAP20002.19192.2434ANSYS1.8361.6982）層間位移角最大值A(chǔ)承接式方案B桁架式方案風(fēng)SAP20001/1331/140ANSYS1/1411/148天線頂位移mA承接式方案B桁架式方案風(fēng)SAP20004.93374.7594ANSYS4.9434.828小震組合SAP20001.93791.7836ANSYS1.7891.718中震SAP20006.21305.7503ANSYS6.3796.1743）天線頂位移比較（610米高度處）4）有害層間位移角最大值A(chǔ)承接式方案B桁架式方案風(fēng)SAP20001/51321/4113ANSYS1/41311/39513天線傾覆力矩傳遞比較4層剪力傳遞比較5核心筒墻應(yīng)力分析

從核心筒剪力墻應(yīng)力大小及沿高度分布看，在E功能段，即塔頂（417～448米）范圍內(nèi)，承接式模型核心筒剪力墻應(yīng)力除頂上幾個(gè)層間位置相對較大外，其余層間剪力墻應(yīng)力大小兩種方案基本一致；在非功能段拉應(yīng)力較小并基本一致；有樓層的地方較大，主要由于該處核心筒剪力墻上開洞較多和梁的局部影響。6樓面應(yīng)力分析1）溫度工況樓板應(yīng)力比較2）風(fēng)主控工況樓板應(yīng)力比較7不同連接方案的風(fēng)荷載及響應(yīng)對比

左圖為不同的連接方式90度風(fēng)向角塔體風(fēng)荷載水平剪力的對比圖，塔體部分的差異主要由初步設(shè)計(jì)階段模型與施工圖階段模型質(zhì)量分布差別造成。8樓板開裂剛度下降分析1）樓板開裂剛度退化對整體結(jié)構(gòu)的影響（1）周期對比周期原模型C,D段25%整體25%C,D段0%整體0%110.14610.15110.15810.15710.17227.0247.0297.0367.0337.04832.9592.9612.9692.9642.98242.6172.6172.6222.6182.62852.4642.4642.4672.4652.47162.1942.1992.2072.2102.23872.1842.1852.1922.1882.20681.4561.4571.4631.85491.1711.1711.3301.674100.9650.9661.1771.457（2）位移對比工況：1.2恒+0.98活+1.4風(fēng)（正東）位移（米）原模型C,D段25%整體25%C,D段0%整體0%天線頂7.1047.1107.1267.1157.155塔頂2.5412.5432.5462.5452.552（3）對塔體扭轉(zhuǎn)的影響（工況：1.2恒+0.98活+1.4風(fēng)）相對轉(zhuǎn)動(dòng)角（度）高度（米）原模型C,D段25%整體25%C,D段0%整體0%167.850.0916040.0952160.0924040.0991790.090855334.250.1176150.1184430.1170220.1169580.110127448.650.2001330.1990650.2014320.1956440.199743絕對轉(zhuǎn)動(dòng)角（度）高度（米）原模型C,D段25%整體25%C,D段0%整體0%167.850.4299730.4284270.4320850.4269590.437714334.253.5203013.5226053.5263283.5280253.541734448.654.6219074.6260414.6287264.6341054.6466812)樓板剛度退化對樓面梁軸力的影響左圖為樓面梁應(yīng)力增量（MPa）9結(jié)論

從總體分析上，兩個(gè)方案對結(jié)構(gòu)的整個(gè)性態(tài)影響不大，但承接式方案節(jié)省了用鋼梁，同時(shí)使得頂層能夠滿足建筑及阻尼裝置設(shè)置的要求，故采用承接式方案，但應(yīng)注意對E功能區(qū)核心筒及樓面的影響。根據(jù)2006.4.13由廣州市建設(shè)科學(xué)技術(shù)委員會(huì)辦公室組織的《廣州新電視塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控制參數(shù)取值方案專家評審會(huì)》意見：同意采用桅桿和塔身承接式連接方案，此方案比原方案在滿足建筑使用功能、節(jié)約結(jié)構(gòu)造價(jià)方面有較大優(yōu)化。443~448最大應(yīng)力16.1Mpa438~443最大應(yīng)力17.4Mpa433~438最大應(yīng)力3.04Mpa428~433最大應(yīng)力3.0Mpa承接式剪力墻應(yīng)力400厚混凝土墻頂層應(yīng)力（升溫工況）承接式剪力墻應(yīng)力400厚混凝土墻（不均勻溫差工況）443~448最大應(yīng)力19.5Mpa438~443最大應(yīng)力21.3Mpa433~438最大應(yīng)力3.22Mpa428~433最大應(yīng)力3.15Mpa承接式剪力墻應(yīng)力400厚混凝土墻（風(fēng)＋溫度工況）443~448最大應(yīng)力26.7Mpa438~443最大應(yīng)力28.2Mpa433~438最大應(yīng)力1.77Mpa428~433最大應(yīng)力1.48Mpa標(biāo)高范圍(m)鋼管截面(Dxt)428.0~433.2600x30433.2~438.4750x35438.4~443.6900x40443.6~448.81000x50443~448米復(fù)合墻外表面在墻頂部最大拉應(yīng)力7MPa443~448米復(fù)合墻內(nèi)表面在墻頂部最大拉應(yīng)力6MPa443~448復(fù)合墻內(nèi)鋼板在墻頂部最大拉應(yīng)力73MPa438~443復(fù)合墻內(nèi)鋼板在洞口邊緣最大拉應(yīng)力50MPa438~443米復(fù)合墻在外表面洞口邊緣最大拉應(yīng)力5MPa438~443米復(fù)合墻內(nèi)表面在洞口邊緣最大拉應(yīng)力6MPa九節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

1外框一些統(tǒng)計(jì)參數(shù)1）斜撐長度MAX16.87米MIN7.90米2）斜撐與柱夾角斜撐下節(jié)點(diǎn)MAX46.53MIN16.50（9柱35環(huán)）斜撐上節(jié)點(diǎn)MAX48.04MIN16.04（8柱37環(huán)）3）節(jié)點(diǎn)區(qū)域高度（沿柱母線）

MAX7.928MIN3.026

2外筒節(jié)點(diǎn)