高楼钢结构体系：第一国际广场支撑框筒体系案例

1.建筑概况

美国达拉斯市于1974年建成的第一国际广场，是一幢高层办公楼，地下2层，地面以上56层，高216m；建筑平面采用正方形，外圈轴线之间距离为53.3m×53.3m（图4-62a）；房屋高宽比等于4，典型层的层高为3.81m；大厦总建筑面积为17.4×10⁴m²。

2.结构体系

（1）主体结构采用支撑框筒体系，建筑外圈的支撑框筒，平面尺寸为53.3m×53.3m，钢框筒柱的中心距为7.62m，楼面核心服务区的平面尺寸为28.7m×28.7m，核心区与外圈框架之间楼面的跨度为12.3m。

（2）框筒的每个立面设置一棍具有两个节间的X形大型支撑，支撑的每个节间跨越28个楼层，节间高度为106.68m（图4-62b）。此大型立体支撑与楼面周边框筒柱及各层窗裙梁共同组成支撑框筒，形成一个抗推刚度很大、水平承载力很强的立体抗侧力体系。楼面核心区的钢框架仅承担各楼层的重力荷载。

（3）支撑斜杆除了承受风荷载作用下的水平剪力和支撑框筒整体弯曲时的竖向剪力外，还将重力荷载沿支撑框筒的每一个立面的外柱进行分配。

（4）支撑斜杆设置于玻璃幕墙之内，以尽量减少外部结构的防火问题及温度变化对暴露钢结构的影响。

图4-62 第一国际广场大厦的支撑框筒

a）典型层结构平面 b）支撑框筒全貌

3.构件截面和节点构造

（1）支撑框筒的所有梁、柱和支撑斜杆，均采用高强度W14热轧型钢制作，仅结构底部少量杆件采用焊接的拼合截面。之所以选用W14热轧型钢，是因为它在同一种截面高度的情况下有着多种板件厚度和截面面积，可用于多种不同的受力条件。多根杆件采用同一截面高度，可以简化杆件连接的细部构造。

（2）大厦的底层钢柱采用533mm×584mm的焊接H形截面，地下室角柱采用截面尺寸为610mm×610mm×152mm的焊接方形钢管。大型支撑斜杆采用焊接H型钢，其截面尺寸为610mm×610mm。(www.xing528.com)

（3）用于连接支撑斜杆、柱和梁的节点板尺寸为3m×3.65m（宽×高），节点板的最大厚度为152mm。

（4）斜杆在工厂制作成4层楼高的吊装件，工地组装时，一端采用全熔透焊缝与节点板连接；另一端采用高强度螺栓与节点板连接。一端采用焊缝连接，可以减少节点板和连接板的用料；另一端采用螺栓连接，则可调节杆件的安装误差。

（5）在支撑框筒的转角、两个立面上的支撑斜杆交汇处，设置了角部节点板组件，组件由四块钢板制成，每个方向两块。四块钢板用电渣焊连接。因为板件尺寸较大，制成后进行后热处理，以消除焊接应力。

（6）各层楼板均是在钢梁上搁置肋高76mm的压型钢板，并在其上浇筑83mm厚的轻质混凝土面板。

4.大型支撑的连接节点

大型支撑斜杆与框筒柱及框筒梁连接时，采用设置大型节点板的方式进行连接（图4-63）。支撑斜杆的一端与节点板之间采用现场全熔透焊缝连接。斜杆的另一端采用高强度螺栓连接。

5.楼板大梁

外框筒与核心部位框架之间的楼面大梁，跨度为12.3m，采用加焊一组短竖杆的组合式钢梁。即在H型钢钢梁上焊接若干段带栓钉的型钢竖腹杆，再与其上的混凝土楼板组合成空腹桁架（图4-64）。其优点是：①提高H型钢钢梁的受弯承载力；②竖腹杆之间的空间可穿越管道。上述H型钢钢梁的截面高度为460mm和530mm。

图4-63 支撑框筒的大型支撑斜杆的连接节点

图4-64 楼面组合钢梁的纵剖面