丁路通

（宋騰添瑪沙帝建筑工程設(shè)計(jì)咨詢（北京）有限公司，北京 100004）

1 引言

本工程位于湖北省武漢市洪山區(qū)楊春湖高鐵商務(wù)區(qū)，T1塔樓地上共57層，建筑高度275m，結(jié)構(gòu)高度為249.2m。其中，首層至34層（建筑高度157.2m）主要功能為辦公；34層以上為高端酒店，地上總建筑面積約為100 000m2。塔樓建筑平面隨高度均勻收進(jìn)，整樓為一個(gè)下大上小的錐形體，建筑效果圖及典型平面如圖1所示。

2 混凝土結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)方案介紹

塔樓的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系一般采用 “框架+核心筒”體系[1]，框架柱可采用型鋼混凝土柱或者鋼管混凝土柱，框架梁可采用混凝土梁或鋼梁。在方案比選階段，設(shè)計(jì)了2種結(jié)構(gòu)方案，結(jié)構(gòu)方案說明如表1所示。

3 核心筒方案

高層建筑需要大量電梯以滿足使用功能需要，同樣出于建筑需要，用于辦公和酒店的面積均勻分布于建筑外周邊，所以眾多電梯井通常布置于平面的中央，利用電梯井設(shè)置核心筒成為自然而合理的選擇。

圖1 建筑效果圖及典型平面

表1 結(jié)構(gòu)方案說明

本項(xiàng)目采用鋼筋混凝土核心筒方案，核心筒從底部至22層為一個(gè)約24.8m×24.8m的正方形，在23～30層核心筒角部部分翼墻取消，變?yōu)橐粋€(gè)L形筒體，在31層及以上最外側(cè)翼墻取消，核心筒變?yōu)榧s17.1m×17.1m的正方形。核心筒翼墻底部的厚度約為750mm（個(gè)別墻肢厚度約為900mm），往上逐漸減薄至300mm；腹墻在底部的厚度約為600mm，往上逐漸減薄至250mm。通過以上巧妙的轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)了核心筒的最小化和使用空間的最大化，同時(shí)保持了核心筒結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和高效性。

4 框架柱方案對(duì)比

塔樓在平面上擁有16個(gè)框架柱，每邊框架柱的中心距離約9m，兼顧酒店區(qū)客房的劃分。應(yīng)建筑要求，為創(chuàng)造塔樓大堂入口大空間，塔樓西側(cè)和北側(cè)12根框架柱在L6～L12層逐漸傾斜，在L5層2根框架柱合并為1根，將柱距拓寬至約21m。底部合并后的框架柱尺寸約2 500mm × 2 500mm。典型框架柱在低區(qū)的尺寸約為1 800mm ×1 800mm，往上逐漸縮小到800mm×800mm。底部外框柱受力較大，因此在1～18層采用型鋼混凝土柱或鋼管混凝土柱，19層及以上采用鋼筋混凝土柱。建筑外包柱截面相同時(shí)，鋼管混凝土柱因防火要求，每邊需扣除50mm防火涂料。

本項(xiàng)目由剛重比控制，外框柱對(duì)比分析時(shí)，按外框柱軸向剛度等價(jià)的原則，并考慮鋼管柱外包防火材料的要求，2種框架柱方案造價(jià)對(duì)比以及型鋼混凝土柱和鋼管混凝土柱優(yōu)劣對(duì)比如表2和表3所示。

5 樓蓋方案對(duì)比

樓蓋體系包括梁及支撐于梁上的樓板，常用的樓板形式包括鋼筋混凝土樓板和組合樓板，組合樓板主要有開口型組合板、閉口型組合板、鋼筋桁架樓承板，通常采用組合樓板時(shí)樓面梁采用鋼梁。

1）鋼筋混凝土樓板：鋼筋混凝土樓板是最常見的樓面體系之一，混凝土板配合混凝土抗側(cè)力體系使用，梁高的一部分可以隱藏于樓板中，施工工藝簡(jiǎn)單，并已廣泛使用于各種項(xiàng)目中。但是混凝土梁由于開洞不便，機(jī)電管線需要全部走梁下，因此，會(huì)占用部分凈高。

表2 外框柱方案造價(jià)對(duì)比（1～18層）

表3 型鋼混凝土柱和鋼管混凝土柱優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比

2）組合樓板：組合樓板、鋼梁和栓釘組成的樓面體系在各種高層建筑中，尤其是超高層建筑中得到廣泛應(yīng)用。其自重較輕，可減少基礎(chǔ)造價(jià)和減少地震荷載；免支樓板底模，施工速度快；組合樓板和鋼梁通過栓釘形成組合鋼梁，如“T”形梁工作，可充分發(fā)揮混凝土抗壓強(qiáng)度高，鋼材抗拉強(qiáng)度高的材料特性；組合鋼梁適合跨度較大的樓面結(jié)構(gòu)，可增加建筑凈高。

本項(xiàng)目結(jié)構(gòu)方案1的樓蓋采用混凝土樓板體系和結(jié)構(gòu)方案2的樓蓋采用鋼梁+組合樓板（鋼筋桁架樓承板）體系。根據(jù)計(jì)算統(tǒng)計(jì)，方案2 每平方米混凝土用量減少約0.06m3，每平方米鋼筋用量減少約20kg，每平方米鋼材用量增加約44kg，總計(jì)每平方米材料增加約300元，整棟塔樓增加造價(jià)約3 000萬元。

6 結(jié)語

綜合以上對(duì)比，采用方案1，外框柱及樓蓋體系可降低材料費(fèi)用約3 919萬元，方案2為滿足結(jié)構(gòu)整體剛度，需設(shè)置2道鋼環(huán)帶桁架，材料造價(jià)約800萬元，因此，2種方案相比，采用方案1可降低結(jié)構(gòu)材料費(fèi)用約4 700萬元，造價(jià)更為經(jīng)濟(jì)。本項(xiàng)目綜合考慮各方面因素，最終采用方案1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行設(shè)計(jì)，為甲方取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。