广州西塔结构设计-方小丹

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1、IntroductionofGuangzhouWestTowerStructureDesign广州珠江新城西塔结构设计简介方小丹工程概况广州珠江新城西塔项目位于珠江新城，在广州新城市中轴线西侧，与广州新电塔隔江相望。项目占地31,085m2，总建筑面积约为448,736m2。其中，地下室4层，为商场，停车场，机电设备间，地下4层板面标高－19.1米；主塔楼地面以上103层，高432米，73层以下为写字楼及酒店服务楼层，层高4.5米，以上为高级酒店客房，层高3.375米;主塔楼建筑面积约250000m2。工程于2005年12月26日动工，先进行基坑支护及土石方工程；2006年9

2、月完成施工图设计，2008年底主体结构封顶，2010年底竣工交付使用。工程概况工程概况图3办公标准层平面（23层）办公标准层平面（23层）工程概况图3办公标准层平面（23层）酒店客房标准层平面（78层）工程概况项目发展商：广州越秀城建国际金融中心有限公司设计团队:WEA-ARUP华南理工大学建筑设计研究院联合体施工图审查及顾问总承包：广州市设计院结构专业顾问：广州容柏生建筑工程设计事务所施工总承包：中国建筑总公司－广州建筑集团联合体钢结构制作：沪宁钢机、精工钢构风洞试验单位：汕头大学风洞试验室，美国cpp风洞试验室节点试验单位：华南理工大学土木工程系振动台试验单位：中国建筑科

3、学研究院，同济大学风环境评估单位:广东省气象局。结构体系结构分析12振动台试验3设计难点及解决方案41、结构体系/抗侧力结构体系1.1、抗侧力结构体系采用巨型钢管混凝土柱斜交网格外筒+钢筋混凝土内筒的筒中筒体系。69层以上，由于建筑使用功能的需要，取消了核心筒的内墙，仅保留部分核心筒外墙并向内倾斜，电梯井道移至核心筒外，形成巨型钢管混凝土柱斜交网格外筒+剪力墙结构体系。水平荷载（包括风荷载和地震作用）产生的倾覆力矩大部份由斜交网格柱外筒斜柱的轴力承担，基底剪力大部份由钢筋混凝土内筒承担。1、结构体系/抗侧力结构体系广州西塔修长挺拔，高宽比达6.5，平面为类三角形，外周边由六段

4、曲率不同的圆弧构成；立面由首层至31层外凸，31层至103层内收，剖面外轮廓也呈弧线。西塔外周边共30根钢管混凝土斜柱于空间相贯，节点层间距离27m；73层以下每节点层间分6层，层高4.5m；其余分8层，层高3.375m。1、结构体系/抗侧力结构体系广州西塔斜交网格外筒的组成包括：①、竖向构件——以一定角度相交的斜柱；②、水平构件——沿外周边布置、连接网格节点的环梁及沿外周边布置、支承于斜柱的楼面梁。斜交网格筒体的几何构成决定了它抵抗水平力的独特优点，侧向刚度和扭转刚度也远优于框筒，但竖向刚度比框筒稍差。水平力由斜柱的轴向力平衡，倾覆力矩引起的竖向力也由交于节点的斜柱的轴力平

5、衡。1、结构体系/抗侧力结构体系斜柱中弯矩产生的原因：一是节间的竖向荷载，并与斜柱的交角和层高相关；二是网格节点的水平位移，相邻层间节点水平位移差越大，斜柱的柱端弯矩越大。网格节点水平位移的大小除取决于斜柱轴力、平面内的交角和平面外的折角外，还取决于网格筒环梁、内外筒间的拉梁和楼板的轴向刚度。节点的水平约束越强，斜柱截面的剪力和弯矩越小，同时，结构的竖向刚度越大。1、结构体系/抗侧力结构体系计算分析表明，西塔的层高不大，斜柱的交角也不大，由13.63゜～34.09゜，自重引起的弯矩也不大；对各节点层施加了体外预应力，阻止了竖向荷载作用下网格节点的向外水平位移，大大减少了斜柱的

6、柱端弯矩和剪力，提高了结构的竖向刚度。不论是竖向还是水平荷载，斜柱的主要内力是轴力，剪力和弯矩均很小。1、结构体系/抗侧力结构体系钢管混凝土柱轴向刚度大，承载力高，延性好，以轴力的形式来抵抗风荷载和地震作用产生的水平力和倾覆力矩，正好发挥了钢管混凝土结构的优势，十分高效。此外，由于斜柱底端弯矩、扭矩很小，即使释放支座处X、Y、Z三个方向的转角约束，结构自振频率的变化甚微，即斜柱支座刚接或铰接对结构的侧向刚度和构件内力的影响很小，这就可以简化支座的设计和构造。1、结构体系/抗侧力结构体系钢管混凝土外筒斜柱断面尺寸：从基底开始，钢管直径1800mm，壁厚35mm，每一个节点层直径

7、缩小50mm或100mm，至顶层钢管直径700mm，壁厚20mm。核心筒外墙厚：地下室1100mm，出地面1000mm，沿高度方向逐渐减薄至酒店层下层500mm；酒店层以上4层350mm，其余300mm；核心筒内墙厚：500mm。1、结构体系/楼盖结构体系1.2、楼盖结构体系首层以下及核心筒内采用钢筋混凝土梁板，板厚130～200mm。内外筒之间采用钢－混凝土组合楼盖，梁跨度约8～15m，工字钢梁高一般为450mm，跨度较大处加高至600mm；办公楼层板厚一般为110mm，酒店楼层板厚一般为130mm，