高楼钢结构体系实例-高楼钢结构体系与工程实例

1.建筑概况

广州市于2000年建成的新达城广场大厦，是集商业、住宅、办公为一体的群体式高层建筑，共有地下室3层，深13.4m；裙房7层；北塔楼28层，南塔楼30层，建筑总高度为100m；总建筑面积为8×10⁴m²。

2.结构体系

南、北塔楼均采用钢管混凝土框架-剪力墙体系。北塔楼的19根框架柱，自底至顶全部采用钢管混凝土柱。南塔楼的23根框架柱，自底至架空层采用钢管混凝土柱，架空层以上转换为钢筋混凝土柱。南、北塔楼沿纵向和横向均布置一定数量的钢筋混凝土剪力墙，图5-66a、b分别为南、北塔楼的典型层结构平面。

3.框架节点

（1）本工程根据结构各部位的不同要求，框架的梁-柱节点分别采用了单梁节点和双梁节点。双梁节点适用于截面高度受到限制、截面宽度和位置不限的楼层的框架节点，此类节点的优点是梁纵向钢筋可以直通而不必截断，施工比较方便。

（2）双梁节点的梁端弯矩，是靠从钢管两侧通过的双梁自身平衡，梁端剪力则是通过钢牛腿传递至钢管柱。考虑到钢牛腿若直接焊在钢管外壁上，钢管壁除承受较大压力外，还要承担一定数值的局部弯矩，从而削弱钢管混凝土柱的承载力。因此，本工程采用半穿心钢牛腿，其伸出长度略短于梁宽，内伸长度等于外伸长度，使钢牛腿的弯矩和部分剪力直接传到钢管核心混凝土。此外，钢牛腿下翼缘在不妨碍梁底钢筋通过的前提下尽量靠近节点下表面。为了加强节点的整体性，在节点区钢管外，配置三道内圈圆环形钢筋和三道外圈方形环状钢筋，并用沿径向布置的箍筋加以连接。图5-67a为钢管混凝土柱双梁节点的平面。

图5-66 广州市新达城广场大厦

a）南塔楼2～7层结构平面 b）北塔楼典型层结构平面

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图5-67 钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接

a）双梁节点 b）单梁节点

（3）本工程重要部位的框架梁-柱节点采用刚度较大的半穿心钢牛腿单梁节点（图5-67b），钢牛腿伸入钢管内的长度为钢管直径的1/4，外伸长度根据梁纵向钢筋的锚固长度确定。梁端纵向钢筋自钢牛腿翼缘板内侧穿入，伸至钢管边再向上或向下弯折，以满足钢筋的锚固长度要求。为加强节点的整体性，钢管外围设置钢筋混凝土环形梁，宽200mm，截面高度同框架梁；环形梁的腰筋由钢牛腿腹板上的预留椭圆孔穿过。此外，考虑到钢管壁在钢牛腿上翼缘附近区域存在撕裂应力，特在钢管壁外侧自钢牛腿上翼缘至节点上表面之间范围内，加焊一块环形加劲钢板。

4.钢管混凝土柱的接头

（1）南、北塔楼的钢管混凝土柱的最大截面直径为1m，钢管壁厚12mm，内填混凝土的强度等级为C60。

（2）北塔楼的8层楼盖处，钢管混凝土柱的直径由1000mm减小为800mm。其节点采用插入式柱脚的做法，上柱小直径钢管插入下柱钢管内，下端插至框架梁-柱节点底面以下1000mm处，并在上、下钢管之间设置连接板，以保证两管相对位置的正确。为加强上、下柱段的连接，在下钢管的顶部设置环箍；在钢管内配置钢筋笼，直径为700mm，其上、下端分别超过上钢管的楼面上安装接口以上和上钢管底端以下各500mm（图5-68a）。

（3）南塔楼钢管混凝土柱的顶端与转换层钢筋混凝土大梁的连接节点，是根据结构空间分析所得钢管混凝土柱顶部内力，按直径为1000mm的等截面钢筋混凝土柱计算出纵向钢筋，加配箍筋形成钢筋笼，插入钢管柱的核心混凝土内1000mm，上端伸入转换大梁内锚固（图5-68b）。为了减小转换梁底面与钢管壁连接处的局部承压应力，在钢管顶端焊接一个顶箍和环形钢板；当大梁宽度小于环板直径时，则在环板上部设置一个圆柱状承压构件，配置承压钢筋，并与转换大梁现浇成为整体。

图5-68 钢管混凝土柱的接头

a）不同直径柱的连接 b）柱顶与转换大梁的连接