钢管混凝土叠合柱在超高层建筑结构中的应用与研究

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1、010年6月第7卷第2V0L．7N0．2IUN2010钢管混凝土叠合柱在超高层建筑结构中的应用与研究尧国皇1陈宜言1郭明1黄用军2宋宝东2(1．深圳市市政设计研究院有限公司2_中建国际(深圳)设计顾问有限公司)【摘要】钢管混凝土叠合柱由于具有承载力高和抗震性能好等优点，在实际工程中的应用越来越广。本文以深圳卓越·皇岗世纪中心项目的塔楼为例，介绍了钢管混凝土叠合柱在超高层建筑结构的应用和开展的研究工作，具体包括构件及节点的计算与设计、柱脚设计以及工程应用。本文介绍的有关方法和结论，可供参考。【关键词】超高层钢管

2、混凝土叠合柱设计0前言由截面中部的钢管混凝土[】和钢管外的钢筋混凝土钢管混凝土叠合柱(以下简称“叠合柱”)是叠合而成，这类组合构件不仅具有钢管混凝土构件的优点，而且钢管外的混凝土还可以起到抗火作用尧国皇，深圳市市政设计研究院有限公司，工学博士且便于装修，目前己经不少钢管叠合柱应用的工程地址：深圳市笋岗西路3007号市政设计大厦附楼，518029实例，如23层的辽宁邮政枢纽大楼、40层的深圳电话：13380382720诺德金融中心大厦等，取得了良好建筑效果和经济◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇

3、◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇上述过程多次循环，会使得混凝土构件产生严在不停产的条件下进行加固修复，而上部筒仓中有重开裂、保护层剥落、钢筋外露进而钢筋锈蚀、构数百吨粉煤灰储存并不断补充，首层不断有汽车拉件截面削弱和承载力降低。走粉煤灰到有关工地。为保证安全，在加固施工前3处理除首层出汽车通道外，搭建了满堂脚手架，起到了3．1确定方案：支撑、卸荷作用；②对PC材料采用喷涂工艺：在在分析清楚腐蚀原因的基础上，对已进行的加固工程中对PC材料可用“抹涂”及“喷涂”

4、两“外包表面保护”处理不足进行了分析，可认为单种方式，为保证质量在本工程中一律采用喷涂，则纯的“表面封闭”、“表面保护”并未除去钢筋表面可使PC保护层更均匀、更密实。的锈蚀，也并未阻止硫酸盐再次侵蚀的路径，所以3_3提出日后加强维护措施：处理效果不明显。为确保加固质量，防止粉煤灰对既有构件的腐经讨论，制定了以下处理方案：蚀，我司向厂方提出了加强对筒仓进行巡查和定期①去掉原有的保护层，露出原有的构件混凝土清扫的要求。并指出清扫时一定不能用水冲洗，以表面；②仔细查找裂缝，凡有裂缝的部位一律打开，免使硫酸根溶于水，

5、加重腐蚀。打到钢筋表面；③“刮骨疗毒”：彻底清除钢筋表本工程己完工一年多，目前使用状况良好，受面的锈蚀，若钢筋面积损失较多，应用搭接焊的方到业主好评。法补充钢筋；④钢筋防锈：对打出的钢筋一律涂刷4小结环氧树脂漆防锈；⑤用Pc材料表面封闭：Pc材料本文通过一个较特殊的工程实例分析了粉煤灰是我司研制成功的新型加固材料，是聚合物水泥砂对既有混凝土构件的腐蚀机理，提出了有效的处理方浆的简称(见资料2、3)，其具有强度高，粘接性法和维护措施。对今后粉煤灰在生产和使用过程中的好，材料密实，抗腐蚀等优点。喷涂表面封闭，范堆

6、放等提供了应注意的事项，有较大参考意义。围宜适当扩大；⑥养护：封闭后，表面进行湿养护参考资料：及干养护。【1]冯乃谦等混凝土机构的裂缝与对策[M]机械工业出版社．3．2施工【2】傅淑娟等用PC材料置换法加固钢筋混凝土梁[j】．建筑科学，2005，按照确定的方案，自2008年底至2009年初进3．行施工。施工中逐条取了几项辅助措施：[3]傅淑娟等用PC材料加固钢筋混凝土柱【J】．深圳土木与建筑，2006，①设置满堂脚手架：由于生产要求，厂房要求3．_102至QQ生鱼且篚Z盔篚2期送圳±当建筑Q：ZQ：I2QQ效

7、益(2】。2005年颁布的《钢管混凝土叠合柱结构技由于该工程地处深圳市，该地区的特点为：风载作术规程》(CECS188：2005)[3](以下简称“《规程》”)用较大、地震作用相对较小。根据以上特点和建筑使得叠合柱在实际工程中的应用更具可操作性。图功能的要求，钢筋混凝土框架一核心简结构体系是1给出了典型的钢管混凝土叠合柱截面形式。较好且经济可行的选择。因此，塔楼结构体系采用由于钢管混凝土叠合柱的上述优点，钢管混凝钢筋混凝土框架．核心筒结构体系。对于该结构体系，土叠合柱适用于我国非抗震和抗震地区的建筑结外框架体

8、系为主要的竖向承重体系之一。由于结构构，尤其适用于抗震设防地区的高层建筑结构，以的层数较多，外框架柱承受很大的竖向荷载，为了下简要介绍钢管混凝土叠合柱在高层建筑中应用减小框架柱的截面面积，增加有效使用面积，考虑的一些工程实例，表1列出了采用钢管混凝土叠合采用钢．混凝土组合柱。文[2]在几个工程实例的基础柱的工程实例的相关信息。上对钢管混凝土叠合柱的技术经济进行了分析研究，研究结果表明，与钢筋混凝土柱