刘钝1
中信建筑设计研究总院有限公司，武汉 430014
[摘要] 本文介绍了超高层塔楼可能采用的五种结构形式，分析各种结构形式的结构特点、整体控制指标、结构构件截面尺、结构整体计算指标、结构材料用量。根据本项目建筑高度和结构特点，通过结构试算和分析比较，超高层塔楼采用部分框架柱中内设钢骨的钢筋混凝土框筒结构体系较为合理。
[关键词] 超高层办公楼 结构方案比选
1 工程概况
本项目位于湖北省武汉市，由两栋超限高层办公楼、商业裙房及三层地下室组成。办公塔楼地上共 49层，标准层层高为4.35 m，设有12.4m层高办公入户大堂，大屋面标高为223.5 m，幕墙檐口高度 248 m。嵌固端设在结构首层楼面，主楼标准层平面近似呈正方形，建筑物长宽比接近1；外立面竖向线条为平滑的流线形，高宽比223.5/49.2=4.5。塔楼单体计容建筑面积约11.5万m2（两栋合计23万平方米），超过8万 m2，主楼抗震设防类别为重点设防（乙类）[1],主楼及地下室结构安全等级为一级，地基基础设计等级为甲级。抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅲ类。重现期50 年的基本风压为0.35kN/m2，地面粗糙度为C 类。由于建筑高度超过200m，根据《高层建筑混凝土结构技术规程》( JGJ 3—2010) [2] ( 简称《高规》) 的相关要求，本项目需采用风洞试验以确定风荷载取值。
2结构方案比选
针对本项目特点，结构方案有三大类：钢筋混凝土类、混合结构类、钢结构类共五种结构形式。
方案1：纯钢筋混凝土框筒结构，采用矩形钢筋混凝土柱+钢筋混凝土梁+钢筋混凝土核心筒组成的纯混凝土框架核心筒结构体系，楼盖为钢筋混凝土现浇梁板。
方案2：部分框架柱中内设钢骨的钢筋混凝土框筒结构，采用矩形型钢混凝土柱+钢筋棍凝土梁+钢筋混凝土核心筒的结构体系，钢筋混凝土现浇梁板楼盖，中下部楼层为控制柱子截面尺寸及加强柱子抗震延性采用型钢混凝土柱，中上部楼层为节约造价仍采用普通钢筋混凝土柱。
方案3：钢管混凝土框架+钢筋混凝土核心筒结构，采用圆形（或矩形）钢管混凝土柱+钢结构梁 + 钢筋混凝土核心筒组成的混合结构体系，楼板为现浇混凝土板，所有外框柱均采用钢管混凝土柱。
方案4：纯钢框架-中心支撑结构，采用圆形（或矩形）钢管柱+钢框架梁 + 钢框架-中心支撑结构体系，现浇混凝土板，四层以下采用钢管混凝土柱，四层以上楼层采用纯钢管柱。
方案5：钢管混凝土柱钢框架-中心支撑结构，采用圆形（或矩形）钢管混凝土柱+钢结构梁 + 钢结构-中心支撑结构体系，现浇混凝土板，所有外框柱均采用钢管混凝土柱。
各方案三维模型组成见图1，各种方案结构的构件尺寸见表2，各方案结构的整体计算指标及材料用量见表2。
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3 结论
根据建筑高度和结构特点，借鉴已建成的200多米超高层综合大楼结构体系，通过结构试算和比较分析，本工程塔楼采用部分框架柱中内设钢骨的钢筋混凝土框筒结构体系较为合理。若建设单位对工期有要求，财务成本测算后能满足建设单位要求，采用钢管混凝土柱+钢结构梁+钢筋混凝土核心筒结构体系也可行。
参考文献
[1] GB?50223-2008建筑工程抗震设防分类标准［S］．北京: 中国建筑工业出版社, 2010．
[2] JGJ3—2010 高层建筑结构技术规程［S］．北京: 中国建筑工业出版社, 2010．
[3] GB 50011—2010 建筑抗震设计规范［S］．北京: 中国建筑工业出版社, 2010．