1.工程概况
广州市于1999年建成的新中国大厦，地下5层，地下室底板面标高为-17.65m；地面以上51层，高201.8m。大厦的抗震设防烈度为7度，场地属Ⅱ类。
大厦地下一、二层为商场，地下三层为设备用房及车库，地下四层为车库，地下五层为人防及车库。地上第1～12层为商场和餐厅，第13层为设备层，第14～51层为酒店客房和公寓，其中第24层为避难层。
2.结构体系
（1）塔楼主体结构采用由钢筋混凝土芯筒-钢管混凝土框架体系。钢筋混凝土芯筒大体上位于楼面的中心部位，芯筒分左、中、右三部分。芯筒外圈框架，采用由钢管混凝土柱与现浇钢筋混凝土“宽扁梁”组成的框架，柱网基本尺寸为8m×10m和8m×12m。大厦的典型层结构平面和剖面见图5-164。
（2）芯筒平面的宽度为12m，其高宽比值达到16，抗推刚度偏小。为使外圈框架柱与芯筒形成一个侧向整体抗弯构件，共同抵抗大楼水平荷载引起的倾覆力矩，分别将第13层（设备层）、第24层（避难层）和第42层定为竖向加劲层。每个加劲层内，沿房屋横向设置8棍伸臂桁架，将外圈钢管混凝土框架柱与钢筋混凝土芯筒相连接，形成横向刚臂。外框架柱还利用宽扁梁进行纵、横向闭合拉结。
（3）伸臂桁架的上、下水平弦杆，分别利用上、下层楼盖的型钢混凝土梁及其钢骨；桁架的斜腹杆，则采用带约束拉杆的方钢管混凝土杆件。
图5-164 广州新中国大厦芯筒-框架体系
a）典型层结构平面 b）结构剖面
3.钢管混凝土柱
（1）大厦24层以下的框架柱，全部采用圆钢管混凝土柱，单柱最大竖向荷载为9×104kN，柱最大直径为1400mm，管内灌注C80级高性能、高强混凝土。由底层向上，逐渐减小直径和降低混凝土等级。
图5-165 带约束拉杆的方钢管混凝土柱
（2）塔楼24层以上的酒店客房，按照建筑使用要求，改用方钢管混凝土柱。为了确保方钢管对管内混凝土具有足够的约束作用，在钢管内增设井字形拉杆（图5-165）。又为了节省钢管防火涂料，采用在钢管外侧浇筑100mm厚的钢筋混凝土防火保护层，并考虑它参与承压。
（3）为了配合地下室5层结构的逆作业法施工，在钢筋混凝土芯筒的转角和纵、横墙交接处，设置“带约束拉杆”的异形（矩形、L形、T形）钢管混凝土柱（图5-166），内灌C70级高强混凝土，作为地下室逆作业法施工时的竖向支承构件，阶段性支承塔楼第18层以下核心筒剪力墙所承担的荷载，以及安装在芯筒内的250t·m大型自爬式塔吊的负荷。待芯筒随地下室结构逐层施工完成后，各个异形钢管混凝土柱则作为芯筒的永久性暗柱。
（4）圆钢管混凝土，选用Q345、厚20～25mm的自动连续螺旋卷板焊接生产的圆钢管，一般以两层楼高为一段。为了配合地下结构的逆作业法施工，底层第一段钢管穿越5层地下室，嵌入中风化基岩内的大直径“短墩”内，总长约21m。
图5-166 带约束拉杆的异形钢管混凝土柱
a）地下室芯筒平面 b）异形钢管混凝土柱的拉杆
4.钢管混凝土柱变截面接头(www.xing528.com)
（1）不同直径钢管混凝土柱的现场对接接头，采用插入式接头（图5-167）。在下段钢管的顶段，于钢管内壁，等间距地焊接8块竖向连接板，并于管顶，在竖板之间采用八块弧形钢板与竖板和钢管焊接，竖板高出下段管顶200mm。各竖板内侧所形成的插口“内直径”，要比上段钢管外直径大6mm。
（2）安装时，把上段钢管顺插口插入下段钢管内，再与8块竖板焊接。
（3）为了使上、下钢管接头处的管内混凝土浇灌密实，在上段钢管的底部，在节点竖板之间开设8个长圆孔。
（4）此种对接接头的缺点是：①上、下段钢管端部的加工精度要求较高；②所费钢材较多。
图5-167 不同直径钢管的现场对接接头
5.梁-柱节点
（1）大厦的圆钢管混凝土柱框架采用单梁节点（图5-168a）。底层以下，为了配合逆作业法施工，减小梁高，则采用双梁节点（图5-168b）和单、双梁混合节点（图5-168c）。
图5-168 圆钢管混凝土柱的梁-柱节点
a）单梁节点 b）双梁节点 c）单、双梁混合节点
（2）单梁节点，采用半穿心钢牛腿，并适当加大管外牛腿长度，以便与钢筋混凝土梁实现搭接，形成一个刚性过渡区，把梁端弯矩和剪力逐步过渡到全部由钢牛腿来承担，以取代“由梁纵筋从钢管两侧绕过”传递弯矩的做法。节点区内的梁的全部纵筋和箍筋，则要求作妥善弯锚处理。
（3）对于双梁节点和单、双梁混合节点，除4个以90°分角的不穿心钢牛腿外，还按45°分角增设4个半穿心钢牛腿，共同承担梁端剪力。梁端弯矩则主要靠通过节点的梁互相平衡。
（4）半穿心和不穿心钢牛腿，仅在管壁外侧与钢管焊接。对于不穿心钢牛腿，则在焊缝和管壁上、下加强环及管外钢筋混凝土环梁配筋等方面作适当强化处理，以增强外环混凝土对钢管的紧箍作用，提高钢管壁与混凝土之间的粘结力和摩擦力，将梁端剪力更多地传递至钢管内部混凝土。
（5）塔楼24层以上的方钢管混凝土柱，均采用单梁节点，并采用半穿心式钢牛腿，其节点构造见图5-169。钢管外环的节点区混凝土，配置多道环形和方形水平封闭加强钢筋和箍筋，以提高管外钢筋混凝土对钢管的紧箍力，使钢管混凝土柱与钢牛腿、钢筋混凝土环箍共同组成一个既抗剪又抗弯的刚性节点。
（6）图5-170为钢管混凝土柱的吊装就位情况，从中可以看出，在各层楼盖标高处，钢管上带有4个双片钢牛腿。
图5-169 方钢管混凝土柱的梁-柱节点
图5-170 钢管混凝土柱的吊装就位
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