深圳发展中心大厦：高楼钢结构体系与实例

1.建筑概况

1988年建成的深圳发展中心大厦，是一座多用途高层建筑。主楼地下1层，地上39层，另有屋顶塔楼2层，大厦的建筑平面尺寸为38.6m×38.6m。主楼结构的高度为154m，屋面停机坪的标高为160m。主楼总建筑面积为5.6×10⁴m²。大厦的房屋高宽比值为3.9。

主楼第13层以下为购物中心、展览大厅和俱乐部，要求楼面具有开阔的使用空间；第14层以上为旅馆；第29层以上为办公用房，大厦典型楼层的层高为3.3m。

2.结构体系

（1）主楼的建筑平面形状近似于圆形，典型楼层的结构平面如图5-133a所示。主体结构属混凝土偏筒-钢框架体系。外圈钢框架的环向柱距为6.95m；楼面内部承重钢框架的最大柱距为13.5m；楼盖次梁的间距多为3.4m。

（2）按照楼面的使用功能分区，服务性面积集中布置于楼面的后侧，因而沿服务性竖井周边布置的钢筋混凝土开口筒体，也就偏置于建筑平面的后侧，开口筒的墙体厚度自下而上均为800mm，采用C40～C25级混凝土浇筑。为了尽量减小由此引起的结构偏心，在混凝土偏筒的对面一侧，沿楼面外边线设置一棍特别增强的、由较大截面箱形钢梁和方管钢柱组成的四跨刚接框架。

（3）为了进一步增强周边钢框架的抗推刚度和竖向抗剪刚度，提高其整体抗弯能力，沿楼面周边钢框架，于顶层和第27层，分别设置一道一层楼高的人字形和X形环形桁架（图5-133b）。此一帽桁架和腰桁架的斜腹杆，均采用由双角钢2200mm×200mm×20mm组成的T形截面。

图5-133 深圳发展中心大厦

a）典型层结构平面 b）外圈钢框架立面

（4）通过各楼层刚性楼盖的联系，钢筋混凝土偏筒与周边钢框架共同组成一个完整的抗侧力体系。

3.结构钢材牌号

框架梁、柱的H型钢采用符合美国标准的ASTM-A572/50级钢。框架的箱形梁和管形柱的钢板采用美国标准的ASTM-A572/42级钢。高强度螺栓采用符合美国标准的A490F级钢。

4.杆件截面尺寸

（1）增强的4跨钢框架，钢柱是由4块厚钢板拼焊成的方管，底层最大截面尺寸为1070mm×1070mm×130mm，顶层减小为915mm×915mm×100mm。各楼层框架柱的截面尺寸列于表5-47。钢梁是由4块厚钢板拼焊成的宽翼缘箱形截面，其最大截面尺寸为965mm×915mm×64mm×127mm。

表5-47 框架柱的截面尺寸(www.xing528.com)

（2）楼层平面中庭四角处的中心受压柱，也是采用焊接方钢管，底部几层的截面尺寸为850mm×850mm×110mm；其余部位的中心受压柱，则采用轧制H型钢。除增强的钢框架外，其他部位的框架梁和楼盖梁，均采用轧制的工字钢。

（3）箱形梁与方管柱的连接，是预先在工厂内将一根短悬臂梁段焊于柱身上，在工地现场，再将中段钢梁与之对接。对接处，钢梁的翼缘和腹板均采取坡口全熔透焊。

（4）框架梁-柱节点采用柱贯通型（图5-134）。工字形钢梁与方管钢柱的连接，梁翼缘采用坡口全熔透焊，腹板则是采用高强度螺栓与焊于柱面上的竖板相连接。

图5-134 工字形钢梁与方管钢柱连接的柱贯通型框架节点

（5）结构顶层的周边帽桁架，上、下弦杆（兼作环向框架梁）采用宽翼缘H型钢W36×280加焊上、下翼缘板，斜腹杆采用2200mm×200mm×20mm。第27层的周边腰桁架，其上、下弦杆（兼作环向框架梁）采用箱形截面，翼缘为特厚钢板，截面尺寸为965mm×915mm×64mm×127mm；斜腹杆采用2200mm×200mm×20mm。帽桁架和腰桁架的上、下翼缘与框架柱的连接节点，均采用“梁贯通型”（图5-135）。

（6）设置于建筑平面一侧的钢筋混凝土开口边筒，墙体厚度自上而下均为800mm，混凝土的强度等级为C40～C25。

（7）框架柱C₁和C₂的柱脚采用外露式刚性连接，柱靴位于地下室基础筏板顶面以上（图5-136）。

图5-135 加焊上、下翼板的工字形钢梁与方管钢柱连接的梁贯通型框架节点

图5-136 框架柱C₁和C₂的外露式刚接柱脚

5.结构用钢量

整座大楼的总用钢量为10500t，单位建筑面积的平均用钢量为165kg/m²。