钢管混凝土叠合柱在某超限高层办公楼中的应用

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发布时间：2021-09-12

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钢管混凝土叠合柱在某超限高层办公楼中的应用
Concrete-Filled Steel Tubular Lam inated Columns Treatm ent of a Ultra-Lim it High—‘Rise Building
李澄 (中建国际(深圳)设计顾问有限公司，广东深圳518048)
摘要：钢管混凝土叠合柱具有延性好、承压能力强、防火性和耐久性强的特点，目前已在许多高层建筑中得到使用。文章分析了叠合柱的受力特
点，对典型的节点构造进行了设计介绍。
关键词：叠合柱；轴压比；节点设计
中图分类号：TU392．3 文献标识码：B 文章编号：1 007—7359(201 1)04—01 31—03
1 工程概况
项目位于深圳市中心商务区，建筑面积
5 X 104I／1 ，地下3层，地上42层，平面尺寸
46．2m X 34．2m，结构主体总高度165．5m，为
高度超限结构。根据建筑功能及结构受力体
系，采用框架一核心简结构体系，楼面梁板采
用钢筋混凝土楼盖体系。建筑效果图如图1
所示。
本项目抗震设防烈度7度0．10g，场地
类别为二类，地震分组为第一组。框架及核心
筒的抗震等级均为一级。50年基本风压为
0．75kN／m ，l O0年基本风压为0．90kN／m 。根据
《广东省实施<高层建筑混凝土结构技术规
程>(JGJ3—2002)补充规定》，按50年重现期
基本风压(0．75kN／mz)it算结构的水平位移，
按100年重现期基本风压(0．90kN／m )计算
图1 效果图
收稿日期：201卜()5—26
作者简介：李澄(1980一)，女，广东深圳人，毕业于
华南理工大学，硕士，工程师，国家注册一级结构
工程师。
叠合柱截面尺寸要求表1
注：表中B、H为叠合柱截宽、柱高；D为钢管外径；t为钢管壁厚。
各段截面验算结果表2
结构承载力。
没计初期，采用混凝土柱方案，底层柱截面尺寸达到1400mm×1400mm，影
响了建筑有效使用面积，而且柱因层高只有4m，形成了剪跨比小于2的短柱，对
抗震不利。与业主沟通并综合考虑后，最终确定结构下部采用钢管混凝土叠合柱
(以下简称“叠合柱”)，结构上部采用普通钢筋混凝土柱，采用叠合柱底层柱截面
可减小至1 lOOmm X 1 100mm。结构标准层平面布置图如下图2所示。
叠合柱是由核心区的钢管混凝土和钢管外的钢筋混凝土叠合而成(如图3
所示)。核心区由钢管及钢管内混凝土组成，具有钢管混凝土柱的特点，承载能力
高、延性好，能充分发挥高强混凝土的承载能力。外包区为混凝土内设纵筋和箍
筋组成，能承担部分轴压力，同时对核心区钢管提供约束，改善了钢管的局部稳
定性。因钢管外包混凝土，钢管表面无需作防火、防腐防锈处理，具有良好的防火
性和耐久性。对于钢筋混凝土楼盖体系，采用叠合柱能提供较好的锚固，形成良
好的节点连接和结构整体性。
进行结构整体弹性内力和位移计算时，由于sATWE软件中不能指定圆形
钢管叠合柱截面，仅有矩形钢管叠合柱截面，需将叠合柱截面刚度进行等效，转
换成方形钢管叠合柱截面，以获得叠合柱的设计轴力、弯矩、剪力等内力。