深圳赛格广场大厦：高楼钢结构体系与工程实例

1.建筑概况

深圳市于1999年建成的赛格广场大厦（图5-182），地下4层；地面以上，裙房10层；塔楼72层，高292m；总建筑面积为16.7×10⁴m²。

塔楼建筑平面为八边形，其周边的纵、横向轴线间尺寸为40.5m×40.5m。塔楼屋面设置直升飞机停机坪。大厦的抗震设防烈度为7度。

2.结构体系

（1）塔楼采用钢管混凝土结构“芯筒-框架”结构体系。芯筒是由中心距为2.45～3.9m的28根密排钢管混凝土柱、各层楼盖钢梁及柱间钢筋混凝土墙所组成的筒体，芯筒的平面尺寸（轴线）为19.1m×21.3m。为进一步提高芯筒的抗推刚度和受剪承载力，在芯筒内部沿纵、横方向各增设四道钢筋混凝土墙体。楼面外圈框架由16根钢管混凝土柱与各楼层的钢窗裙梁组成，楼面四边的柱距为6～9.3m。楼面角部的柱距为13.58m。芯筒与外圈框架之间的跨度为9.6m。各层楼盖采用以压型钢板为底模的组合楼板。塔楼的典型层结构平面和结构剖面，如图5-183所示。

图5-182 深圳市赛格广场大厦外观

图5-183 深圳赛格广场大厦

a）典型层结构平面 b）结构剖面

（2）塔楼采用“芯筒-框架”结构体系，主要抗侧力构件是芯筒，考虑到芯筒的高宽比已达到15，抵抗水平荷载倾覆弯矩的能力偏弱，分别于塔楼的第20层、35层、50层、65层和71层，由芯筒纵、横墙向外伸出一层楼高的刚性伸臂桁架（图5-184）形成刚臂，与外圈框架柱连接；并于该楼层，沿外圈框架设置一圈一层楼高的周边桁架（图5-184a、图5-185），形成刚性环梁，使外圈框架柱与芯筒形成侧向整体抗弯构件，共同抵抗塔楼的倾覆力矩。图5-186为塔楼竖向加劲层的伸臂桁架、周边桁架以及帽桁架的实景照片。

（3）裙房及地下室也采用钢梁和钢管混凝土柱，柱网尺寸为12m×12m。

3.构件截面尺寸

（1）自下而上，钢管混凝土柱的钢管截面尺寸（mm）：塔楼的芯筒角柱为φ1100×22～φ700×20，芯筒边柱为φ800×20～φ700×18；塔楼外圈框架为φ1700×30～φ1400×24；裙房为φ900×14。钢管内灌注的混凝土强度等级自结构底部至顶部分别为C60～C40。

（2）塔楼周边框架的各楼层窗裙梁均采用焊接工字形截面，楼面四边轴线上跨度为6m和9.3m的窗裙梁截面尺寸（mm）为700×200×14×10，楼面角部、跨度为13.58m的窗裙梁截面尺寸（mm）为1000×250×16×12。

（3）塔楼楼盖钢梁的跨度为9.6m；裙房楼盖钢梁的跨度为12m。楼盖钢梁均采用孔腹式钢梁，其截面尺寸（mm）：塔楼为700×260×12×10和600×250×10×8；裙房为750×300×16×12和750×250×16×12。

（4）塔楼框架柱的最大轴向压力为90000kN，若采用钢筋混凝土柱，其截面尺寸达到2.4m×2.4m；改用钢管混凝土柱之后，柱的直径缩小为1.6m，截面面积减小62%。由于柱截面尺寸的减小，整座塔楼共增加使用面积3000m²。

4.梁-柱节点

（1）钢梁与钢管混凝土柱的连接采取刚性节点，其节点形式多采用内加强环板，并在工厂内将一段钢梁焊接在管柱上，形成悬臂梁段（图5-187），在工程现场，先用高强度螺栓将其腹板与中间段预制钢梁腹板相拼接，然后再将两者的上、下翼缘采用坡口全熔透对接焊缝加以连接。塔楼的重要梁-柱节点，均采用此一内加强环式刚性节点，内环板的宽度取0.1D左右，D为钢管混凝土柱的外直径。

（2）对于四面均有钢梁的不甚重要的中柱节点，为了方便管内混凝土的浇灌，采用外环板式刚性节点。即在钢管外侧，于四面钢梁的上、下翼缘平面内，各加焊4块弧形钢板，形成上、下外加强环板（图5-188）。

（3）图5-189为钢管混凝土柱内加强环式梁-柱节点在工厂制作完成后运抵工程现场的情况。图5-190为内加强环式梁-柱节点与钢梁现场拼装完成后的情况。

5.地下室结构和逆作业法施工

（1）地下室全部柱子均采用钢管混凝土柱，并采用挖孔桩基础，一柱一桩，为地下结构的逆作业法施工提供了条件。

（2）桩孔直径为3.8～5.5m，深35～43m。地下连续墙，深31～35m，厚0.8m，双面双向配筋φ25＠200mm。

（3）地下结构的施工程序是：(www.xing528.com)

1）挖孔桩完成并于桩顶做好基础承台和柱杯口之后，将各柱的空钢管，从±0.000标高处插入基础杯口内，校正后，将底层地面处楼盖梁与钢管柱连接，组成框架。

图5-184 第50层伸臂桁架立面图

a）沿内筒钢管混凝土柱方向的伸臂桁架 b）沿内筒钢筋混凝土剪力墙方向的伸臂桁架

图5-185 周边桁架立面图

图5-186 赛格广场大厦的加劲层实景照片

a）塔楼加劲层的刚臂和刚性环梁 b）塔楼第71层的帽桁架

图5-187 钢管混凝土柱的内环板式节点

图5-188 钢管混凝土柱的外环板式节点

2）浇筑地面楼盖组合楼板和各管柱的管内混凝土，为下一步的地上和地下结构同时施工创造条件。之后，地下挖土和地上各层楼盖拼装同时并进。

3）一方面接长各根管柱，连接一层楼盖钢梁，浇筑楼板；接着，进行二层、三层等各楼层的梁、柱组装和楼板施工。与此同时，从地面开始向下挖土，进行地下1层楼盖的拼装和浇灌混凝土；然后，再开挖地下二层土壤，完成地下二层楼盖；如此，再进行地下三层、地下四层楼盖施工，直至地下四层底板的完成。

6.计算结果

此工程的抗震设防烈度为7度，基本风压为0.7×1.1＝0.77kN/m²。采用TAT计算程序进行结构分析，计算结果列于表5-59。

图5-189 工厂制作完成后的内加强环式梁-柱节点

图5-190 钢梁与钢管混凝土柱的拼接

表5-59 深圳赛格广场大厦抗风、抗震计算结果