超高层项目结构方案经济性对比

王静薇

(北京市建筑设计研究院深圳院，广东深圳 518048)

1 项目概况

本项目位于深圳市，使用用途为行政办公楼，总建筑面积共10．53万m2。工程设计年限50年，地震烈度7度，设计地震分组为第一组，基本加速度值为0．1g，抗震设防类别为标准设防类，安全等级为二级。

地上共45层，标准层层高为4．0 m，核心筒顶高度为198 m，幕墙檐口高度208 m。地下室共5层，嵌固端设在结构首层楼面。主体标准层平面呈椭圆形，东西长南北短，建筑物长宽比接近2;外立面竖向线条为平滑的流线形，高宽比最小处为6．6，最大处为15．4。标准层平面图及立面效果图如图1～图3所示。

2 结构方案的选取

在设计的初期阶段，针对本工程特点，设定了三个结构方案进行对比研究。

方案一:此方案采用圆形型钢混凝土柱+钢筋混凝土梁+钢筋混凝土核心筒的结构体系，钢筋混凝土现浇梁板楼盖。其中梁、柱、墙截面见表1，中下部楼层采用型钢混凝土柱，中上部楼层采用钢筋混凝土柱;为解决结构Y向侧向刚度不足的问题，在31层设置1道由6榀Y向桁架(第2榀墙柱～第7榀墙柱)组成的加强层，加强层水平伸臂构件采用斜腹杆桁架，斜腹杆采用Q390B的箱形截面，截面尺寸为□650×450×40×40，□650×500×40×40。

方案二:此方案采用圆形钢管混凝土柱+钢筋混凝土梁+钢筋混凝土核心筒的结构体系，钢筋混凝土现浇梁板楼盖。其中梁、柱、墙截面见表1，中下部楼层采用钢管混凝土柱，中上部楼层采用钢筋混凝土柱;为解决结构Y向侧向刚度不足的问题，在31层设置1道由6榀Y向桁架(布置同方案一)组成的加强层，加强层水平伸臂构件采用斜腹杆桁架。

表1 各方案结构构件尺寸

表2 各方案的结构计算指标

方案三:此方案采用圆形钢管混凝土柱+钢梁+钢筋混凝土核心筒的钢—混凝土混合结构体系。其中梁、柱、墙截面见表1。框架柱与核心筒之间采用钢梁与混凝土组合楼盖，楼板采用120 mm厚钢筋桁架楼承板。框架柱通高采用钢管混凝土柱，为解决结构Y向侧向刚度不足的问题，沿结构高度利用设备层(16F和31F)及加建顶层设置了上、中、下3道加强层，加强层水平伸臂构件采用斜腹杆桁架，斜腹杆采用Q390B的箱形截面，截面尺寸为□650×500×40×40。

3 各方案对比结果

为进行比较，使用SATWE软件建立了三个模型，模型仅包含上部结构。三个方案的结构计算指标、材料用量指标、经济指标见表 2，表 3。

表3 各方案的经济指标

4 结语

从计算指标来看，方案一和方案二这两种混凝土结构方案，各方面指标都相当接近。方案三这种混合结构方案与前两个混凝土方案比较，结构自重减轻了14%，地震剪力减小了11%。但由于方案三外框架较弱，为使层间位移角达到规范要求，方案三较混凝土方案在顶层和16层多设了两道加强层。抗震方面，混合结构方案的抗震性能较好，自重轻。

从经济指标来看，混凝土结构方案较混合结构方案的用钢量低21．83 kg/m2，混凝土用量是混合结构方案的1．33倍，增加了0．37万m3。从造价上看，方案一最低，方案三最高。从施工可行性方面看，方案三施工速度较快，约4 d～5 d 1层，可比混凝土方案提前约3个～4个月完工，且钢梁与钢管混凝土柱节点连接简捷，便于施工。方案二混凝土梁与钢管混凝土柱节点连接施工难度较大。通过对比分析和综合考虑，业主选择方案一为最终的实施方案。

［1］DBJ/T 15-46-2005，广东省实施《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2002)补充规定［S］．

［2］JGJ 3-2010，高层建筑混凝土结构技术规程［S］．