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建筑结构丨北京建院:故宫博物院必赢网址北院区复杂高落差多错层隔震结构总体设计

类别:研发进展 发布时间:2026-02-11 浏览人次:

  

建筑结构丨北京建院:故宫博物院必赢网址北院区复杂高落差多错层隔震结构总体设计(图1)

  以故宫博物院北院区文物展示用房为背景,针对其复杂的高落差错层隔震结构设计方法展开研究。因场地地势差异大、平面超长、刚度分布不均及扭转效应显著等特点,该建筑面临隔震层变形协调、超长结构温度应力控制等设计难点。设计中采用低碳长寿命和裂缝自愈合混凝土提升百年建筑的耐久性、抗裂损、抗渗漏性能。提出利用剪力墙连接不同标高的隔震层并加强楼板刚度的创新方法,有效解决了错层隔震的变形协调问题。通过设置分区域温度后浇带与隔震温度收缩带的创新方法,降低了超长结构的温度应力影响。采用肋板式悬臂挡土墙结合抗压/抗拔桩的复合结构,解决了超高悬臂挡土墙的设计难题。采用基于宏观有限元模型进行动力弹塑性时程分析,结果表明,罕遇地震作用下结构整体能达到比C级要求更高的C+级抗震性能目标。

  故宫博物院北院区位于北京市海淀区西北旺西玉河村。建筑总体上以“北面叠山、南面邻水”为立意,同时延续故宫中轴线、形制以金顶建筑为核心的空间布局(图1-图2)。故宫北院区项目总建筑面积约10.2万m2,地上分为三个建筑单体,分别为文物展示用房、文物修复用房和办公服务用房,地下通过文物连接通道将三个单体进行连接。文物展示用房建筑高度约49.760m,建筑面积约60239.9m2,其中,地上4层主要使用功能为中央大厅、陈列展厅、临时展厅等,地下1层主要使用功能为数字展厅、机房、人防区等。因文物展示用房是北院区项目中的典型代表,同时涉及到超限高层建筑工程抗震审查,因此本文选取文物展示用房进行介绍。

  文物展示用房结构设计基准期为50年,设计工作使用年限和结构耐久性均为100年,结构安全等级为一级,抗震设防类别为重点设防类,抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度为0.20g,设计地震分组为第二组,场地类别为Ⅲ类,场地特征周期为0.55s。

  故宫博物院北院区单体建筑关系图如图3所示。其中,文物展示用房结构平面投影尺寸约315m×110m,地下1层层高为8.4m,地上共4层,层高分别为10.6、8.4、9.3、7m。东侧入口大厅存在高度约23m的高大空间,同时因地势原因楼底位于5.300m标高;中部非人防地下室和西侧人防区域楼底位于-8.400m标高;东西分别长约171m和58m;南侧局部两层突出结构主体范围楼底位于±0.000m标高。屋盖形制沿用故宫三大殿金顶(太和、中和、保和殿),三大屋盖的构件在空间上不连续,大屋盖顶高度为49.760m。

  方案设计初期论证时,文物展示用房存在现浇钢筋混凝土结构和钢结构两种方案,但考虑到文物展厅的气密性和结构的耐久性以及总体造价,最终选用气密性和耐久性较好的现浇钢筋混凝土结构。由于钢筋混凝土结构抗震性能不如钢结构,国内外重大先进博物馆的结构设计中,通常情况下会结合结构自身特性,采用较为先进的减震或隔震技术来提高结构整体抗震性能。其中,减震技术主要利用阻尼器变形来耗散地震能量,从而达到降低结构动力响应。

  隔震技术的核心在于通过设置隔震层来延长结构的自振周期,并利用其滤波作用减少地震能量向上传递,前者在于降低整体结构动力响应,后者在于改变地震波输入的传递特性,地震波经过隔震层滤波后会衰减为“新的输入波”,而隔震层以上结构的地震响应,可视为“新的输入波”作用于上部结构所产生的响应[1]。

  考虑到文物展示用房东西向与南北向长宽比较大,东侧入口大厅存在高大空间且天然地势较其他区域高,竖向构件存在高落差,这些因素会引起较大的刚度差异和不均匀;同时南侧局部两层突出结构主体范围,结构整体扭转效应较大。从建筑使用功能出发,文物展示用房内部为了提高展厅使用面积以及利用率,设备及配套用房的布置较为紧凑且集中,若采用组合减震(位移型和速度型)技术达到各阶段地震作用下的预期减震效果,尽管可以通过对阻尼器的参数、数量和位置进行调整来提高各阶段地震作用下的抗震性能,但需要调整建筑功能布置以及牺牲部分功能房间,且减震效率低、效果不佳。

  相比之下,隔震技术,特别是基底隔震(在此项目中表现为错层隔震),展现出更卓越的优势。它通过在基础与上部结构之间设置柔性隔震层延长结构自振周期,从根本上隔离地震能量向上传递[2-5]。这种方法不仅能有效解决由竖向高差和平面不规则性引发的刚度突变与扭转效应问题,还能最大化地保护上部结构的建筑和内部文物的安全。尽管错层隔震会带来不同标高隔震支座间的变形协调难题,但其“从根本上提高结构总体抗震性能”的优势,使其成为应对本项目复杂挑战的最优选择。因此,设计最终采用了隔震性能更优的基底错层隔震形式。

  对于隔震结构来说,上部结构的扭转效应虽然可以通过在隔震层合理布置和调整隔震支座参数来减少扭转效应,并且设计过程中需要计入扭转的影响[6],但是并不代表所有扭转不规则的结构都可以通过隔震层进行解决。根据超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点可知,文物展示用房存在扭转不规则、偏心布置、组合平面超限、刚度和承载力突变、楼板不连续、局部不规则6项不规则,属于特别不规则结构。从结构自身特点可知,地上结构刚度上存在差异和不均匀,结构扭转效应明显,因此选择抗侧较好的框架剪力墙结构体系并采用隔震技术。

  图4为结构体系及隔震层相对位置关系图,隔震上部结构利用7个交通核形成抗侧较好的核心筒,考虑到南北向刚度较东西向弱,在南北向增设剪力墙提高刚度。隔震方案采用性能较好的基底隔震形式,因地势原因,隔震层位于3个标高,形成了错层隔震。隔震层1~3底标高分别位于-2.200、-10.600、2.000m;考虑到隔震层3需要预留未来参观空间,隔震层层高为2.6m,其余为2.1m。其中隔震层1与隔震层2高差为10.7m,隔震层2与隔震层3高差为15.2m。值得一提的是,隔震层1部分支座设置在人防顶部,文物货梯穿越人防层支承在-8.5m处。

  文物展示用房剪力墙厚度为300~500mm,部分剪力墙因抗震需求,采用混凝土中内置单层钢板剪力墙。框架柱的主要截面尺寸为1200×1200、1000×1000,圆柱直径为1300mm。为了减小轴压比以及提高抗震性能,部分框架柱采用型钢(十字形钢骨)混凝土柱;隔震层框支梁主要截面尺寸为1100×1200以及900×1200,部分设置成型钢(工字形钢骨)混凝土梁;屋顶转换梁为型钢(工字形钢骨)混凝土梁,主要截面尺寸为800×2300。墙、柱及隔震层托墙转换梁的混凝土强度等级为C60;梁、板的混凝土强度等级为C35;钢材的强度等级为Q355B。

  为解决上部结构荷载差异、基底持力层差异大、高填方地基等问题导致的地基不均匀沉降及抗浮问题,本项目主要采用桩基础形式。抗压和抗拔桩直径均为800mm,桩长15~39m不等,桩端持力层主要为⑥~⑨黏土层,主要单桩抗压承载力特征值为1700~4250kN,单桩抗拔承载力特征值为750kN和1000kN。结构整体布置情况如图5所示。

  文物展示用房设计为百年建筑,结构使用年限和结构耐久性均为100年,结构安全等级为一级,抗震设防类别为重点设防类。结构大屋盖高度49.760m,存在多项结构不规则,属于抗震超限高层钢筋混凝土结构。同时建筑使用功能大多数为展厅,功能展厅设计活荷载取值约9.5kN/m2,临时展厅设计活荷载取值约21.5kN/m2,结构总质量较大,易导致地震力增加。因百年建筑问题,涉及到结构重要性系数、结构使用年限、地震动设计参数等调整,在一定程度上增加了设计难度(表1)。

  与常规隔震项目不同,因地势原因隔震层高低参差且相邻隔震层间落差大;隔震层1~3底标高分别位于-2.200、-10.600、2.000m(图6),相邻隔震层之间最大落差高达15.200m,如何协调不同标高处隔震层的变形成为了隔震设计的关键。

  文物展示用房结构平面投影尺寸315m×110m(图7),属于未设置抗震与温度缝的超长结构。施工阶段因温度变化、混凝土收缩及徐变效应,易导致隔震支座变形与温度应力集中,需采取针对性控制措施。

  文物展示用房在两主轴方向刚度差异大,在双向地震作用下结构扭转效应明显(图8),且南侧局部两层突出结构主体加剧扭转效应。又由于屋盖形制沿用三大殿造型,构件空间上不连续形成3个屋盖,分析结果显示屋顶有明显鞭梢效应。

  因基底隔震(错层隔震)需预留隔震沟宽度,平面中段存在通高且悬臂的挡土墙(图9),其中挡土墙的最大高度约15.75m。

  针对结构使用年限为100年的百年建筑,采用低碳长寿命和裂缝自愈合混凝土提升耐久性以及裂缝自愈合功能(图10)。低碳长寿命混凝土工作原理是:采用高活性熟料,通过优化高温热动力学条件和多维度缺陷设计技术,增加硅酸二钙矿物的水活化点,改善熟料易磨性,提高密实性;在保证强度和耐久性的同时,减少水泥用量,实现低碳长寿命。裂缝自愈合混凝土工作原理是:在混凝土中添加结晶活性材料,使其填塞毛细孔道和微细缝隙,当混凝土出现不大于0.6mm的裂缝时,内部结晶活性材料遇水会自动发生化学反应填满裂缝,实现裂缝自愈合功能;具有起到持续自行修复裂缝及改善后期致密性与防水性的作用。低碳长寿命和纤维补偿收缩自愈合混凝土具体参数如表2、3所示。

  结构使用年限100年导致对应的设计参数调整:活荷载系数γL取1.1,结构重要性系数γ0取1.1,混凝土保护层的最小厚度不应小于混规[7]表8.2.1中数值的1.4倍;多遇地震放大系数取1.4、设防以及罕遇地震作用力放大系数取1.3[8]。

  为了解决错层隔震之间的变形协调问题,首次提出了一套创新思路[9-10],在空间上巧妙利用剪力墙将分散在不同标高处的隔震层进行连接并且加强隔震层以及提高连接位置处的楼板厚度,该方法使得不同标高处的隔震层之间形成整体,提高错层之间的抗侧刚度,从根本上解决了错层隔震之间的变形协调问题。相邻隔震层的连接如图11所示。

  项目设计过程中,《建筑隔震设计标准》(GB/T 51408—2021)(简称隔标)尚处于征求意见稿阶段,以往隔震结构设计一般按照《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)(简称抗规)采用分离式设计,柱底铰接模型受限于有限元分析软件非线性连接单元空缺,通过柱底铰接来近似模拟真实的隔震效果。近年来,较多学者对此进行了深入的研究,发现采用抗规分离式设计时,柱底铰接模型的隔震设计结果较考虑隔震支座的一体化模型具有定性和定量的误差,主要体现在结构自振周期、层间变形以及层间剪力具有较大差异[11-12],图12列出了隔震整体法与分步法部分计算结果,从图中可以看出两者层间剪力差异较大。因此,文物展示用房隔震设计中采用了融合抗规与隔标的设计方法,主要借鉴了隔标中带入隔震支座一体化模型的设计方法,较为真实且准确地反映各个隔震层之间的相对变形以及隔震实际效果,还借鉴了隔标第4.6.2条:“当隔震层处于不同标高时,在预期罕遇地震作用下相邻隔震层的层间位移角不应大于1/1000”。

  本项目地下建筑体量宏大,地下利用文物通道将文物展示、文物修复及办公服务三个单体连接一体,其中文BWIN物展示用房东西向全长达315m,属于典型的超长结构。为精准评估温差与收缩对结构的影响,设计团队建立了地下超长结构温度计算三维模型(图13),并严格遵循《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)的要求进行数值模拟。

  分析中引入应力松弛折减系数0.3[13-15],通过将收缩量等效为当量温差进行模拟,整体浇筑的钢筋混凝土结构按降低15℃计算温差[16-17]。设计采取了“设计与施工深度融合”的创新策略,对混凝土的收缩当量温差进行折减,根据相关文献和资料折减系数取0.5,具体包含以下核心措施:

  双重收缩带设置[18]:在平面布置上,交替设置0.8m宽的施工后浇带与2.7m宽的隔震温度收缩带(图14)。

  钢筋连接优化:收缩带内钢筋在施工期间全截面断开,合拢时采用焊接连接,且同一连接区段的接头面积百分率控制在50%以内(图15)。

  地温数据校核:参考北京地区历年地温观测数据(表4),以地下一层标高(-8.4m)处约12℃的恒温值作为合拢参考基准,并对角部支座实施预纠偏,以补偿温度变形。

  针对三类最不利温差工况(表5)进行应力分析,其应力云图(图16)计算结果表明:

  (1)应力显著降低:采用补偿收缩自愈合混凝土(工况2)并配合上述构造措施后,结构受拉应力较常规方案(工况1)降低了10%~20%。

  (2)构件状态安全:在主要降温工况下,绝大部分楼板的温度应力均小于混凝土抗拉强度设计值ft(ft,C35=1.57MPa、ft,C40=2.39MPa),结构整体保持弹性状态。

  (3)局部构造加强:对于洞口角部等应力集中区域(最大应力约3.17MPa),通过额外附加双层双向钢筋或局部增加板厚,有效确保了结构的抗裂性与整体性。

  制定详细的结构和构件性能目标并且建立宏观有限元模BWIN型进行预期罕遇地震作用下的弹塑性分析。考虑到结构东西方向超过300m,补充多点多维地震输入并考虑行波效应(图17);针对屋顶构件空间不连续应充分考虑屋盖鞭梢效应,将剪力墙升至大屋面,提高短柱承载力和构造措施,长柱需按照短柱地震剪力放大并考虑计算长度影响。

  文物展示用房中段隔震沟外的悬臂挡土墙最大高度约15.750m,常规形式的挡土墙难以满足其承载力要求且造价高。因此,采用了肋板式悬臂挡土墙。该结构形式通过肋板间填土的自重以及墙下抗压桩与抗拔桩形成的力偶产生的抵抗力矩,来有效平衡由后方填土和水压力所产生的倾覆力矩,从而确保了高大墙身的整体稳定性。悬臂挡土墙节点如图18、19所示,肋板式悬臂挡土墙的肋间距为4.5m,挡土墙厚度为600mm。

  文物展示用房在主轴方向刚度差异大,结构扭转效应明显,且南侧局部两层突出结构主体加剧了扭转效应。隔震支座布置时的首要原则是通过布置使得刚心和质心尽量重合,其次在结构平面外围布置铅芯橡胶支座控制扭转。本项目基底隔震(错层隔震)方式采用组合隔震,支座类型主要有铅芯(LRB)和普通橡胶隔震支座(LNR)、弹性滑板支座(ESB)。考虑到部分剪力墙受拉,剪力墙下部设置部分可提离装置支座(RLRB)以及抗拉装置(VTD),防止隔震支座在地震作用下受拉破坏,丧失水平隔震性能[19]。同时,为了兼顾减震及耗能效果,在外围区域布置了速度型黏滞阻尼器(VFD)。隔震层隔震支座及其他装置布置如图20所示。

  文物展示用房结构抗震性能目标为C+级,根据结构部位重要程度以及构件类型不同,制定了详细的性能目标,如表6所示。

  注:C+级抗震性能目标为大部分性能目标超过C级;表中未注明设计方法均采用等效弹性法。

  减震目标是将本地区设防烈度对应的水平地震降低一度进行设计,即水平地震作用和构造措施均由8度(0.20g)降至7度(0.10g)。尽管设计过程中考虑了带入隔震支座一体化模型的设计方法,出于对结构安全性考虑,采用ETABS软件对减震系数以及隔震支座及其他装置进行校核。

  根据抗规第12.2.2条,采用ETABS软件基于Ritz向量的FNA法,即隔震层中隔震支座及其他装置考虑非线性、主体结构考虑为弹性进行校核。图21为在预期设防地震作用下,选取7条地震波进行计算得到的隔震与非隔震模型各层层间剪力和层倾覆力矩减震系数平均值,水平减震系数β最大值为0.2670.38,满足水平地震作用和构造措施降低一度的设计要求,但本地区设防烈度对应的竖向地震及相关构造不应降低[20]。隔震后上部结构水平地震影响系数αmax1为:

  式中:αmax1为隔震后水平地震影响系数;β为水平向减震系数;ηm为设防地震作用力放大系数,取1.3;αmax隔震前水平地震影响系数;

  为支座调整系数,考虑到隔震层中设置黏滞阻尼器,其值取0.8。

  图22为相邻隔震层楼层关系示意图。由图22可知,隔震层1与隔震层2、隔震层2与隔震层3分别构成相邻隔震层。隔震层相邻错层之间的位移角θi计算如式(2)所示:

  式中:Δμi为罕遇地震作用下相邻隔震层之间的位移差;Δhi为相邻隔震层之间层高差。

  根据预期罕遇地震作用下相邻隔震层之间的位移角最大值约为1/6435,发生在Y向,可认为相邻隔震层之间的刚度足够大,能够形成一个刚体。

  为了更好地评估不同标高处的变形协调,引入扭转角指标进行评估。根据图8举例说明扭转角的定义,提取预期罕遇地震作用下A、B处支座Y向位移差与AB东西向长度的比值评估X向扭转;提取A、B处支座X向位移差与AB南北向长度的比值评估Y向扭转。由于不同标高处隔震层面内刚度较大,协调性较好,最不利扭转角为Y向扭转角,约1/5000,基本可以认为不同标高处隔震层能够协调变形。

  抗规第5.1.2条要求当结构平面投影尺寸长度超过300m应进行多点多维抗震设计。目前对超长结构多点地震输入计算分析时,对于视波速的确定方法尚无统一认识,且相关规范并未做出明确规定。视波速主要与基岩剪切波速、震源深度、覆盖层厚度和震中距有关,而覆盖层剪切波速与结构长度对视波速的影响较小。根据文献[21]文物展示用房采用多点多维弹性时程计算,地震波按照0°、90°、45°、135°进行三向输入,分别考虑视波速为500、1000、1500m/s行波效应的影响。

  考虑地震行波效应时,由于各框架柱底部激励的非同步性,除结构底部个别楼层剪力有所增加,差值在5%以内外,其他楼层剪力基本小于一致激励;同时,随着视波速的降低,多点激励与一致激励各楼层剪力之间的差异进一步加大。根据各工况分析结果选取关键构件角柱以及转换柱的内力(轴力、剪力、弯矩)进行统计,施工图阶段有针对性地对竖向构件进行加强。

  采用Perform 3D软件对结构进行预期罕遇地震作用下的非线性分析与评估,地震波的输入采用两次三向,构件采用纤维单元,结构计算模型如图23所示。性能设计通常先通过动力非线性分析得到非线性变形,随后对结构整体指标以及构件进行性能评估;而性能评估中的可接受准则是非线性分析与性能设计之间的桥梁,使得构件性能水准可以定量进行评估;其中,可接受准则对应某个性能水准状态下的最大转角或塑性应变;文献[22-23]给出了弯曲破坏起控制作用时各类构件性能水准所对应的可接受准则。

  后续罕遇地震计算结果采取文物展示用房超限高层建筑工程抗震设防专项审查报告的内容[8]。图24为预期罕遇地震作用下结构层间位移角。从图中可以看出,层间位移角均满足表3中≤1/100的要求,其中最大层间位移角为1/117,发生在顶层Y向,并且顶层位移角较下部楼层有放大趋势。分析其原因是由于顶层构件在空间上不连续,形成了三个屋盖,较小屋盖类似出屋面机房,在地震作用下产生鞭梢效应。

  选取典型地震波作为核定波,按照表6抗震性能目标校核结构安全性。图25为预期罕遇地震作用下部分构件性能水准的三维分布图。其中,黑色代表OP(弹性控制性能段,无损坏、完好),蓝色代表IO+(运行控制性能段,轻微或轻度损坏),绿色代表IO(破坏控制性能段,中度损坏),黄色代表LS(有限控制性能段,比较严重损坏),红色代表CP(破坏或倒塌)。从计算结果看出,大部分钢筋混凝土梁处于OP状态,耗能框架梁部分处于IO状态,个别处于IO+状态且大部分位于顶层;大部分普通竖向构件处于OP状态,部分普通框架柱处于IO和IO+状态,小屋盖区域个别出现CP和破坏状态是由于小屋盖在地震波多次往复运动中,构件引起刚度及强度的退化,计算结果与顶层位移角较下部楼层有放大趋势保持一致;墙体基本处于OP状态。根据表3进行性能评估,可以认为结构整体能达到比C级要求更高的C+级抗震性能目标必赢网址。

  为了深入探究隔震结构在罕遇地震作用下的能量传递与耗散机制,选取了典型地震波Y向输入工况进行能量分析。图26为Y向罕遇地震作用下的结构能量累积能量图。从图26(a)可以看出,随着地震动的持续,非弹性耗散能(dissipated inelastic energy)在总能量中的占比不断累积,成为吸收地震能量最主要的方式,在地震末期(40s时)最终占比高达59.38%。表明隔震结构通过产生非弹性变形有效地耗散了大部分地震能量。在约25s时,结构响应达到位移峰值,此刻其瞬时速度趋近于零,因此动能(kinetic energy)也达到极小值,而弹性应变能(strain energy)则处于峰值,这完全符合结构振动的物理规律。

  图26(b)则进一步揭示了非弹性耗能的内部分配机制。在所有产生非弹性变形的构件中,隔震支座(isolator)的耗能占据了绝对主导地位,占总非弹性耗能的82.29%;其次为黏滞阻尼器(fluid damper),贡献了15.92%的耗能。两者合计承担了98.21%的非弹性耗能,而上部结构(梁、柱、墙等)的耗能占比极小。这一结果清晰地表明,隔震体系(组合隔震)作为第一道防线,成功地通过自身的非弹性变形和黏滞阻尼集中耗散了绝大部分地震能量,从而极大地减小了传递至上部结构的能量,使其基本保持弹性或仅有轻微损伤,达到了预期的隔震设计目标。

  中庭区域设有一座造型精美的旋转楼梯。为确保步行舒适度,设计依据《建筑楼盖结构振动舒适度技术标准》(JGJ/T 441-2019),针对人行激励进行建模分析。人行激励按照连廊和室内天桥类结构对应的人行激励定义和加载方式。结果表明(图27),竖向频率为2.53 Hz,最大加速度为0.15 m/s2,各项指标均优于规范限值,有效保障了观众的参观体验。图28为现场旋转楼梯施工图。

  故宫北院项目历经十余年设计周期,方案从抗震、减震不断优化,最终确立了错层隔震的总体框架。这一宏伟工程的背后,是设计团队长达十年的技术钻研与攻关。截至目前,依托本项目已在核心期刊发表学术论文2篇,获授权专利3项;另有2篇论文(SCI、EI)及2项专利正在审核中。项目已进入关键施工阶段,现场进度如下:

  空间优化处理:东入口大厅处通过提升净空高度,并对混凝土梁进行科学开洞,实现了结构与功能的完美融合。

  故宫北院初绽芳容:随着外立面施工的推进,这一现代博物馆的恢弘气势已初具规模。

  本文介绍了故宫博物院北院区总体设计情况,以文物展示用房为重点,介绍了高落差、多错层隔震设计中重难点以及应对措施,主要得出以下结论:

  (1)针对结构使用年限和结构耐久性均为100年的百年建筑,可通过对结构重要性系数、地震动放大系数、活荷载调整系数、保护层厚度调整系数等调整,以及应用低碳长寿命和裂缝自愈合混凝土等新型材料,保证百年建筑的顺利实现。

  (2)巧妙利用剪力墙在将分散在不同标高处的隔震层进行连接,并通过加强隔震层以及连接位置处的楼板厚度的设计思路,以及带入隔震支座一体化模型的设计方法,可以解决错层隔震之间的变形协调问题。

  (3)采取分区域单元组合设置施工后浇带(0.8m)和隔震温度收缩带(2.7m)双重措施,并结合部分支座预纠偏措施,可最大限度地解决超长混凝土隔震结构中隔震支座变形偏位问题。

  (4)通过采用肋板式悬臂挡土墙(约15.75m)肋板间填土的自重以及墙下抗压桩与抗拔桩形成的力偶所产生的抵抗力矩,来有效平衡由后方填土和水压力所产生的倾覆力矩,以确保超高悬臂挡土墙的整体稳定性。

  (5)通过制定详细的结构和构件性能目标并且建立精细化有限元模型进行预期罕遇地震作用下的弹塑性分析,可知结构整体能达到C+级抗震性能目标。

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  束伟农,北京市建筑设计研究院股份有限公司首席专家、总工程师,北京市有突出贡献的科学、技术、管理人才,《建筑结构》杂志编委,主持了北京大兴国际机场航站楼、北京中信大厦、北京电视中心、凤凰中心等几十项重大工程的结构设计。一直结合国家重大工程从事结构设计新方法、新技术、关键技术研发及工程应用工作,参与国家十三五重大研发课题2项、十四五重大研发课题2项;获国家科学技术进步二等奖1项、北京市科技进步特等奖1项、二等奖4项,华夏建设科学技术一等奖2项、全国优秀工程勘察设计行业奖一等奖15项。

  杨勇,北京市建筑设计研究院股份有限公司副总工程师,教授级高级工程师,国家一级注册结构工程师,主要从事复杂结构设计与咨询工作。获国家及省部级设计奖35项,发表学术论文35篇,专利10项,专著2部。代表作品有故宫博物院北院区、青岛万邦中心、首都体育馆改扩建、深圳湾体育中心、微软中国研发中心总部、全国组织干部学院、清华大学附属中学广华新城学校、三门峡文体中心、中国长城博物馆、石家庄华润中心、北京首开通州万象汇、北京远洋乐堤港等。

  吴昊,北京市建筑设计研究院股份有限公司工程师,主要从事主要从事复杂结构设计与咨询工作。负责设计与咨询的有北京艺术中心、故宫博物院北院区、中国长城博物馆、北京首开通州万象汇(咨询)等大型项目。完成科技成果评价1项,发表学术论文5篇,专利6项,实用新型2项,获北京市优秀工程勘察设计成果评价综合成果评价(公共建筑)一等成果1项、全国优秀工程勘察设计行业奖一等奖1项。

  图片来源:除特殊注明外,其余图片均由作者单位(北京市建筑设计研究院股份有限公司)提供。

  本文已刊登于《建筑结构》2025年第19期,题为《故宫博物院北院区复杂高落差多错层隔震结构总体设计》。

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