钢管混凝土叠合柱在深圳卓越·皇岗世纪中心项目中的应用

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1、第7期广东土木与建筑卜．72008年7月GUANCD0NGARCHITECTURECIVILENGINEERINGJUL2O08钢管混凝土叠合柱在深圳卓越·皇岗世纪中心项目中的应用黄用军尧国皇宋宝东彭肇才(中建国际(深圳)设计顾问有限公司~-,Y-N518048)摘要：钢管混凝土叠合柱是由钢管混凝土及钢管外的钢筋混凝土叠合而成，既具有钢管混凝土的优点，钢管外的混凝土还具有良好的耐火性，．Ik4~．_-T-装修，故适用于非抗震和抗震地区的建筑结构，尤其是抗震设防地区的高层结构，文中以深圳卓越·皇岗世纪中心项目为例介绍该构件的设计计算及梁柱节点的处理方法，供设计参考。关键词：

2、超高层；钢管混凝土叠合柱；设计；应用叠合柱同时具有钢管混凝土和型钢混凝土的优点，1工程概况且具有刚度和强度大、耐火性能好等优点．故决定将其用于外框架部分深圳卓越·皇岗世纪中CECS188：2005(钢管混凝土叠合柱结构技术规心位于深圳市福田中心商程》⋯(以下简称《规程》)使得叠合柱在实际工程中务区．建成后将成为市中心的应用更具可操作性．目前钢管叠合柱已有不少成区的标志性建筑群．折射着功的工程应用实例，如辽宁邮政枢纽大楼(23层)、该区域成为整座城市发展沈阳和泰大厦(22层)和沈阳电力花园双塔(33层)的核心和商务前沿本项目等．但在超过200m的超高层建筑中的应用则较为位于

3、益田路与金田路之间．少见。本文以深圳卓越·皇岗世纪中心项目为例．主占地面积30668m2．总建筑要介绍钢管混凝土叠合柱的设计计算及其与钢筋混面积达42．4万m．由4座凝土梁的节点的处理方法等．有关的方法和结论可塔楼及裙房、地下室组成。为同行们提供参考其中1、2、4塔楼为超高层图1建筑效果图建筑，建筑高度分别为280。268，150m，3塔楼为高2钢管混凝土叠合柱的计算层建筑。裙房地面以上共4层，总高20．5m．作为商业用途．总建筑面积约4．6万m2：地下室3层，负3层目前高层结构设计中常用的计算分析软件．如板面标高一14．5m．建筑面积约87200m2．主要用作停国产的S

4、ATWE和美国CSI公司的ETABS。均未给车场．部分为设备用房。本项目由我公司与美国出钢管混凝土叠合柱的截面形式。采用轴压刚度和Leoadalv建筑师事务所共同设计完成．其建筑效果弯曲刚度等效的方法．将叠合柱等效成钢筋混凝土如图1所示。输入到以上软件中．计算叠合柱的弹性内力．然后再本工程地处深圳市．风载作用较大．地震作用相根据《规程》·]中的有关公式进行轴压比和承载力的对较小．根据以上特点和建筑功能的要求．钢筋混凝验算。需特别说明的是．叠合柱的轴压比是指钢管外土框架一核心筒结构体系应是较佳选择且经济可钢筋混凝土的轴压比行，故将其作为塔楼的结构形式。对于该结构体系，外叠合

5、柱的轴压刚度()和弯曲刚度(EI)的计框架体系是主要的竖向承重体系之一．由于结构层算公式⋯如下：数较多，外框架柱需承受很大的竖向荷载．为了减小EA=A。。+A+EA(1)框架柱的截面面积。增大有效使用面积．我们考虑采EI=El+EI+Eala21用钢一混凝土组合柱。在组合柱的选型方面．我们对式中：、、E分别为钢管外、内混凝土及钢管的弹型钢混凝土柱、钢管混凝土柱和钢管混凝土叠合柱『1_性模量；A—A、A分别为它们的截面面积；、、，a(以下简称“叠合柱”)进行了深入比较和论证．由于分别为各截面在计算方向对其形心轴的惯性矩32008年7月第7期黄用军等：钢管混凝土叠合柱在深圳卓

6、越·i／：1Pt．1qa，L、的应用JUL2008No．7在叠合柱钢管截面计f为了保证这种新型叠合柱节点受力性能可靠．靳实现“强节点弱构件”的设计原则．同样也采用有限6．3．5条有关叠合柱中含喜管一lIIl元软件ABAQUS对这种节点的受力性能和T作机理进行深入的分析研究．将来有条件时也将进行一限茗值霎要纂求，柔本工程叠合柱曼j}}i}些这种新型叠合柱节点的静力和动力性能的实验研的典型截面配筋如图2’I1枷I究，以进一步验证这种新型节点的受力可靠性图4本工程由于建筑功能图2典型的叠合柱为钢管混凝土叠合柱中钢管的要求．还出现了很多钢截面配筋吊装就位施]-过程。管混凝土叠合柱

7、跨层柱．一般计算程序在整体结构计算时．对跨层柱的分析不太准确为了更清楚地了解钢管混凝土叠合柱跨层柱的工作性能并更合理地设计这类构件．我们采用大型的商用有限元软件ABAQUS6．7对这类构件的工作性能进行全过程非线性分析，具体分析过程参见文献『2]根据有限元计算获得的典型的钢管混凝土叠合(a)吊装(b)浇灌管内混凝土柱跨层柱承载力的全过程曲线(略)．可见相对于弹图4钢管混凝土叠合柱施工性大震时对应的竖向荷载．钢管混凝土叠合柱跨层柱具有较充裕的安全储备．且超过极限承载力后仍对于在节点处与钢管混凝土叠合柱相交的梁较具有较好的后期延性