通过将外围框筒结构改为框撑结构 ， 与内筒构成框撑－核心筒结构体系，经过计算分析 ， 该结构体系可取得较好的抗侧刚度 ， 能满足现行规范的要求，并能节约混凝土用量约7000m3，增加建筑使用面积约2000m2 。这种结构体系具有减轻自重、提高刚度、扩大建筑空间的优点，是超限高层建筑结构比较经济、合理、可行的一种结构体系 。
本工程位于重庆市渝中区的中心地带，建筑面积约100000m2，由7层裙楼及56层塔楼组成 ， 裙房平面尺寸为81m×54m，塔楼平面尺寸为34m×34m（外包尺寸为37.6m×37.6m），将地下二层按规范要求的嵌固构造处理 ， 使其作为上部的嵌固端，嵌固以下埋深11.9m，以上229.3m（结构计算高度） 。建筑总高度为241.2m（未包括出屋面的电梯 ， 观景厅及水箱间的高度），核心筒平面尺寸14.6m×14.6m 。该结构平面布置规则、对称，竖向抗侧力构件上下连续贯通、无刚度突变 。
该项目地下部分及塔楼筏板基础建成后停工至今已达三年之久，被市列为“四久工程” 。
2 结构优化
2004年7月业主委托我院对该项目进行方案优化设计，要求方案满足建筑扩大空间、结构安全、经济合理并符合超限高层建筑抗震规范要求 。对原设计单位所作的结构设计方案，我院提出以下优化意见 。
①减少外围框架柱数量 ， 增大建筑空间
为满足建筑大空间的功能要求，将原设计方案中每边八根柱减少到每边五根柱，底层柱截面由原设计的1500mm×1500mm、1400mm×1500mm增大为1800mm×1800mm、1700mm×1700mm，上部各层柱分段减?。?以满足轴压比的要求 。优化后可以增加建筑使用面积约750m2，并节约混凝土用量约2700m3 。为了弥补结构抗侧刚度的不足，在塔楼四角区设置“L”型桁架，构成框架桁架结构 ， 内部布置剪力墙核心筒，形成框撑－核心筒体系 。并且在建筑上将四周的支撑暴露，造型美观，具有独特的标志性风格 。
②减小核心筒内墙墙体厚度
经过计算分析，芯筒内的内墙对抗侧刚度贡献较小 ， 主要承受的竖向荷载是墙体本身的重量，因此可以将内墙厚度适当减薄 。原设计方案芯筒内墙厚度为800、400、350、250mm ， 优化设计后改为400、250、200mm 。同时将原设计中芯筒外墙厚度也减少100mm，由此可以节约混凝土用量约4500m3，增加建筑使用面积约1250m2 。
③其他
在满足结构安全的情况下，将原设计方案中窗群梁由500mm×1500mm优化为500mm×700mm，塔楼井字梁由250mm×450mm优化为200mm×400mm 。
3 结构整体分析
3.1 设计基本参数
①设计基准期50年，使用年限100年，安全等级为一级 ， 地基设计等级为甲级 。
②本工程抗震设防烈度为6度，地震分组为第一组 ， 设计基本地震加速度为0.05g，建筑抗震设防类别为两类 。由于本工程特别重要 ， 现将建筑设防类别提高为乙类 。由于本工程建筑场地为I类场地，仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施 。该工程为B级高度建筑，其结构抗震等级剪力墙和框架柱均为二级 。
③场地的特征周期，水平地震影响系数最大值，放大系数 。
④基本风压为0.45kN/m2，基本风压增大系数取1.2，即按0.54kN/m2取用 。地面粗糙为C类，风压体形系数、风压高度变化系数及风振系数均按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001的规定采用，楼面活荷载标准值按荷载规范取值 。
3.3 计算模型与程序
根据本工程结果的特殊性，结构整体分析采用SATWE和TAT两种软件分析计算 。为了优化结构设计，并充分利用已经施工完成的基础 ， 根据专家组的建议，分别对六柱方案、五柱方案和四柱方案三种框撑－核心筒体系进行计算分析 。综合分析以上三种方案，专家组一致推荐第二方案 ， 即五柱方案 。
3.4主要计算结果
①五柱方案
表4～表6为SATWE和TAT主要计算结果的对比分析 。应说明的是，采用SATWE程序计算，可将楼板按弹性楼板考虑，消除了复杂结构体系按刚性楼板假定计算带来的误差 。
【高层建筑优化设计】
