青岛国际会议中心(图1(a))位于山东省青岛市奥帆中心内，主要包括会议、宴会、新闻发布等功能。总建筑面积54 302m²，地上面积38 654m²，地下面积15 648m²，建筑最高点26.54m，建筑高度(坡屋面按屋面平均高度计算)为23.99m。建筑地下1层，地上4层。地下室层高4.80m;首层迎宾大厅四层通高，层高17.65m，会议厅、新闻发布大厅、贵宾休息厅和工作区两层通高，层高9.60m，其他部分层高5.40m;2层层高4.20m;3层大小会议厅、多功能厅及其序厅两层通高，层高10.90～13.70m不等，其他部分层高5.40m;4层层高5.50～8.40m不等。典型东西方向剖面见图1(b)，北区屋面结构平面布置图见图2。

　　 场址为2008年夏季奥林匹克运动会帆船比赛的举办地，地下室顶地面赛时为集装箱停放区、停船区以及临时轻质更衣室^[1];赛后地面以上接建2层、局部3层的钢筋混凝土建筑心海广场^[2]。为满足新的建筑功能需求，拆除心海广场地面以上建筑后，对其地下室结构进行加固及改造处理，在原有地下室结构基础上建设本工程建筑主体。

　　 本项目改造加建后将成为举办特定重大国事活动的国际会议中心，意义重大，设计及施工工期尤其紧张。结合项目的具体情况，在建筑概念方案设计阶段，结构专业就与建筑专业密切配合，平面布置时充分利用原来的柱网系统，地面以上在地下室基本柱网8.0m×8.0m的基础上局部抽柱形成32m×88m,32m×32m的大空间，以满足会议中心多功能厅的要求。

　　 为满足快速建造的需求，地面以上新建结构采用钢框架结构，柱采用方钢管混凝土柱，楼层及屋盖采用钢梁+钢筋桁架板+混凝土楼板体系。屋盖采用钢-混凝土组合楼板能很好地解决滨海大风环境下的屋面板渗漏问题，减少结构后期维护成本。

　　 本场区原地貌形态为滨海浅滩，后经人工回填改造而形成陆域，场地地形比较平坦。场区第四系主要由全新统人工填土层(Q4^ml)、第四系全新统海相沉积层(Q4^m)、全新统冲洪积层(Q4^al+pl)组成，场区基岩主要由燕山晚期粗粒花岗岩组成^[3]。勘探深度范围内的主要地层特征自上而下描述见表1。

　　 本项目采用方钢管混凝土柱-钢梁结构体系;结合建筑使用功能及立面效果，地面以上由防震缝分为南区、门厅、北区3个独立的结构单元;楼层和屋盖均采用钢-混凝土组合楼板体系。

　　 结构安全等级为一级，结构重要性系数γ₀为1.1，设计使用年限为50年，50年一遇基本风压w₀为0.60kN/m²，地面粗糙度类别为A类，抗震设防类别为乙类，设防烈度(抗震措施)为7度(8度)，基本地震加速度值为0.1g，设计地震分组为第二组，建筑场地类别为Ⅱ类，地基基础设计等级为乙级，结构耐火等级为一级，钢结构抗震等级为三级，地下室框架抗震等级为三级。

　　 本项目为多层钢框架结构，存在平面扭转不规则、局部穿层柱等不规则项。采用YJK为主程序对结构进行了竖向荷载、风荷载、常遇地震作用下的整体分析，结构各项控制性指标，包括层间位移角、扭转位移比、侧向刚度比、剪重比等均满足规范要求。南区、门厅、北区整体模型见图3。南区、门厅、北区整体模型主要计算结果见表2。

　　 地下室原基础采用交叉梁筏板基础，筏板厚度500mm，基础梁截面一般为500×1 200，筏板底与梁底平齐、梁面上反，基础梁底标高-6.80m。地下室筏板基础基底下为碎石层、中粗砂层以及强风化花岗岩，地基承载力特征值f_a≥200kPa。

　　 上部建筑拆除重建后，部分柱轴力有所增加，特别是32m大跨度两侧柱的轴力比原来增加了1倍左右，必须对该范围的基础进行加固处理。基础加固方案从技术可行、经济合理、施工方便等方面综合分析，对比了加大截面法、锚杆静压桩加固法、树根桩加固法等不同加固方案^[4]。最终采用的基础加固方案充分利用原基础筏板底平、梁面上反且基础梁面标高低于建筑完成面标高0.50m的特点，在不破坏防水底板的前提下，在底板面增加独立基础并通过构造措施使其与基础梁、筏板连为一体共同受力，基础加固大样见图4。经分析，加大截面法加固后基础强度能满足设计要求，地基强度、变形也能满足设计要求。

　　 经复核，拆除上部建筑后，地下室的抗浮验算能满足设计要求。地下室范围之外的新增柱下基础采用旋挖桩基础和天然地基上的柱下独立基础。

　　 由于新建上部结构平面布置时充分利用原来的柱网系统，大部分上部钢柱均与地下室混凝土柱位置相同，须对受力增大的上部结构支承柱、特别是支承上部大跨度结构柱的地下室混凝土柱进行复核及加固。地下室柱采用常规的加大截面法^[5]进行加固，并与上部钢柱柱脚节点做法统筹考虑。原地下室柱截面一般为600×600，采用加大截面法加固后柱截面为800×800～1 000×1 000，典型地下室柱加固大样见图5。

　　 地下室范围顶板面绝对标高为黄海高程3.40m，与完成后的室内标高4.20m有0.80m高差。由于平面布置时充分利用原来的柱网系统，大部分上部钢柱、特别是支承上部大跨度的受力较大的钢柱均与地下室混凝土柱位置对应。因此，在首层地面充分利用0.80m的覆土厚度设计钢柱柱脚节点，钢柱柱脚采用锚板与地下室加大截面加固后的混凝土柱连接，钢柱柱脚节点大样见图6。

　　 上部钢柱采用方钢管混凝土柱，钢柱截面一般为□800×800×25×25，□800×800×30×30，内填C50混凝土。柱底剪力通过混凝土直接传给下层柱，弯矩通过节点板锚筋由首层框架梁及下层柱平衡^[6]。

　　 由于建筑功能的要求，上部结构仍有少部分钢柱与地下室混凝土柱错位。此时在地下室顶板增加钢筋混凝土转换梁，对上部钢柱进行托换处理。

　　 由于建筑总高度以及建筑层高的要求，多功能厅32m大跨度钢梁跨中高度不能大于1 600mm。经过与建筑、设备以及装修专业的配合，采用开孔变截面钢梁的方案，对应柱位每8m布置一道变截面钢梁，钢梁中部尺寸H 1 480×400×16×30，端部尺寸H(1 480～1 880)×600×20×35，两道主梁之间每隔3.2m布置小次梁，主梁中间每隔3.2m开孔1 000×600以安装设备管线，开孔变截面钢梁现场情况见图7。

　　 主入口雨棚宽度为90.0m，高度为14.0m，为了凸显主入口的恢弘气派，建筑师希望仅在间距32.0m的主入口两侧各立一根柱，并向两侧各悬挑29.0m。主入口雨棚实景见图8。

　　 支承雨棚结构的两根柱采用矩形钢管混凝土柱，柱截面1 200×1 200，钢管壁厚35mm，内填C50混凝土。由柱外挑12.7m的主梁YGL12采用双腹板工字形钢梁，截面为2 000×1 200×25×35，双腹板间距400mm。由柱及主梁向外悬挑29.0m的梁YGL11采用变截面工字钢梁，受力较大的根部截面为H 2 000×350×16×35，端部截面逐渐变化为H(2 000～1 700)×350×16×35,H(1 700～1 400)×350×16×30,H(1 400～1 100)×350×16×25,H(1 100～800)×350×14×20,H(800～400)×350×14×20，悬挑大梁上每隔2.0m开洞以安装设备管线并减少结构自重。施工时要求施工单位设置胎架，严格按照设计单位提出的起拱值(端部最大起拱值为400mm)进行预起拱，以确保施工完成后的挠度能满足要求，确保建筑效果。主入口大悬挑雨棚平面见图9。

　　 支承雨棚结构柱的两个方向均为跨度很大的悬挑梁，悬挑梁产生的弯矩须在柱及内跨钢梁之间进行分配，节点受力较为复杂。节点设计时，充分应用力学概念分析，合理设置肋板，确保梁翼缘的拉压力、腹板的剪力均能通过肋板以及焊缝可靠地传给钢柱壁板，保证节点受力的可靠性及合理性。梁柱节点大样见图10。

　　 考虑到节点的复杂性，采用有限元软件ABAQUS对该梁柱节点进行补充分析。采用四节点线性四面体实体单元C3D4模拟型钢和混凝土，型钢和混凝土之间采用绑定方式连接，构件、节点板、加劲肋等采用布尔操作合并成整体后划分单元。最不利荷载组合(1.35恒+0.98活)作用下节点钢、混凝土的主应力云图见图11，可见除局部应力集中区域外，钢材的应力最大为200MPa，混凝土的最大压应力为21.6MPa，均发生在钢梁下翼缘与柱相交处，均未超过强度设计值，节点构造满足受力要求。

　　 建筑方案设计灵感来自青岛翱翔的海鸥、海面遨游的帆船，立面的主要元素为玻璃幕墙和帆柱，帆柱位于玻璃幕墙之前。面海的西侧帆柱底部由地下室顶板转换梁托换，南北侧帆柱底部支承于新增加的基础上，帆柱顶部支承屋盖钢梁-混凝土楼板组合结构。由于屋面为两翼起翘的南北向延伸的大屋檐，帆柱的柱顶标高为中部低、南北侧高，帆柱高度为20.5～24.0m，受力最大的两个角部帆柱高度最高，达24.0m。建筑师对本项目的立面造型要求很高，希望帆柱的结构宽度尺寸不超过500mm，以使得整个立面尽可能的简约轻盈。穿层柱列实景见图12。

　　 设计时主要通过以下几方面措施提高帆柱的稳定承载力:1)采用矩形钢管混凝土柱，柱截面为□500×1 000×25×25，□500×1 000×35×35，内填C50混凝土。2)柱底与基础及首层梁、柱顶与屋盖钢梁的连接均按刚接构造要求进行设计。3)结合帆柱造型，通过在7.00m标高设置连接帆柱的楼层梁，楼层梁为钢箱梁，截面为□800×500×30×30，与帆柱刚接，对帆柱提供有限的侧向约束。

　　 帆柱为压弯构件，初始侧向变形影响整体稳定性，为初始缺陷。在整体稳定分析时，本文同时叠加考虑两种初始缺陷，即:1)构件初始缺陷^[7]:附加初始偏心距e₀，取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30两者中的较大值，本工程帆柱侧向截面高度为500mm,e₀取20mm。2)整体初始缺陷^[8]:帆柱侧面遮挡风荷载，在风荷载作用下将帆柱的水平变形作为缺陷，最大水平变形为18.2mm。

　　 利用整体计算模型，采用SAP200对帆柱进行线弹性屈曲分析，根据欧拉公式反算柱的计算长度系数:

　　 式中:P_cr为柱屈曲临界压力;EI为柱沿屈曲方向的抗弯刚度;L为柱几何长度(层高);μ为柱计算长度系数。

　　 考虑附加偏心距e₀、帆柱侧向迎风引起的挠度作为初始缺陷进行屈曲分析，各典型帆柱的屈曲模态见图13，其计算长度系数μ如表4所示。根据以上方法确定的帆柱的计算长度系数介于0.41～0.60之间，均小于1。

　　 本工程为原有建筑上的改造加建项目，新建上部结构充分利用原柱网系统，通过抽柱形成局部大跨度空间以满足建筑功能要求。在不破坏防水底板的前提下，采用加大基础截面法进行基础加固;充分利用原地下室顶板覆土高度设置钢柱柱脚节点;地面以上新建结构采用钢框架，经过与相关专业的密切配合，能很好地实现建筑功能及效果要求，并能满足本项目快速建造的需求。上部钢结构用钢量约为180kg/m²。

　　 2017年10月1日开始原有建筑上部结构拆除，2017年10月19日钢结构首根钢柱开始吊装，2017年12月4日钢结构主体封顶，2018年3月底项目完工。2018年6月9～10日，青岛国际会议中心作为青岛上合峰会主会场，会后将转向企业市场化运营，打造市民中心、文体中心、会议中心、城市客厅，成为青岛市多元化滨海旅游新景观、新地标。