1钢管混凝土柱超高层结构设计
关于钢管混凝土结构在高层建筑结构设计中应用研究
关于钢管混凝土结构在高层建筑结构设计中的应用研究摘要：钢管混凝土（即钢管混凝土）具有承载力高、抗震性能好、节约钢材和施工简捷等突出优点，因而在高层和超高层建筑中得到了日益广泛的应用。
本文就钢管混凝土结构在高层建筑结构设计的应用进行探讨。
关键词：钢管混凝土结构高层建筑结构设计abstract: concrete filled steel tube (i.e., concrete filled steel tube ) which has high bearing capacity, good anti-seismic performance, steel saving and simple construction and other advantages, so in the high-rise and super high-rise building has been widely applied. in this paper, the concrete filled steel tube structure in tall building structural design application.key words: steel tube concrete structure in high-rise building structure design[中图分类号] tu753.8 [文献标识码]a[文章编号]钢管混凝土结构以其承载力高、抗震性能好、混凝土延性好、耐火性能好、施工简便以及造价经济合理等一系列优点而广泛应用于高层和超高层建筑中。
相对于其它结构材料而言，钢管混凝土结构的研究还很不充分，尤其是结构体系的研究更少，还存在着一些需要进一步研究和解决的问题。
本文就钢管混凝土结构在高层建筑结构设计的应用进行探讨。
一、钢管混凝土结构的应用特点钢管混凝土是在钢管中填入混凝土后形成的建筑构件，按截面形状可分为方钢管混凝土、圆钢管混凝土和多边形钢管混凝土。
钢管混凝土柱讲解课件
过程质量控制
对生产过程进行质量监控，及时发现并处理 质量问题。
不合格品处理
对不合格品进行标识、隔离和处理，防止不 合格品流入下一道工序。
05
钢管混凝土柱的安装与维护
安装方法
准备工具与材料
在安装前，需要准备 钢管、混凝土、连接 件、固定件等材料， 以及滑轮、起重机等 工具。
基础制作
根据设计图纸，制作 符合要求的混凝土基 础，确保基础平整、 坚固。
形状设计
考虑美观和功能性，设计柱子 的形状，如圆形、方形或异形
。
节点设计
优化节点连接方式，如焊接、 螺栓连接或法兰连接，确保结
构安全。
防腐与防火设计
根据使用环境，对钢管表面进 行防腐处理，并考虑防火措施
。
04
钢管混凝土柱的生产与制造
生产流程
钢管加工
对钢管进行矫直、切割、打孔 等加工，以满足设计要求。
定期检查
在使用过程中，应定期对 钢管混凝土柱进行检查， 确保其安全可靠。
06
钢管混凝土柱的发展趋势与 未来展望
技术创新与改进
新型材料的应用
随着新材料技术的不断发展，钢管混 凝土柱在材料选择上将更加多样化， 例如高强度钢材、耐腐蚀材料等，以 提高其承载能力和耐久性。
施工工艺的优化
针对钢管混凝土柱的施工工艺，未来 将进一步优化，例如采用更先进的焊 接技术、无损检测技术等，以提高施 工效率和质量。
组装与浇筑
将钢管按照设计要求进行组装 ，并在钢管内浇筑混凝土。
原材料准备
根据设计要求，准备钢管、混 凝土等原材料，并进行质量检 验。
混凝土制备
按照设计配合比，制备混凝土 ，并进行质量检验。
养护与检测
得力东部新城核心区超高层设计探析
得力东部新城核心区超高层设计探析摘要：得力东部新城核心区A3-7#/8#地块项目1#楼超高层建筑，屋面停机坪高度为159.6m,幕墙高度为160m，采用型钢混凝土（基础~24F为型钢混凝土柱，25F~屋面改为砼柱）柱-核心筒结构体系，充分利用了混凝土核心筒的阻尼及质量特性以及钢材固有的延性吸收和消耗风荷载及地震能量。
本工程存在平面扭转不规则，底层大厅上空楼板开大洞，上部局部楼层穿层柱等特点，采用性能化设计方法进行设计，整体性能目标设为D。
通过弹性及弹塑性时程分析，找到结构薄弱部位进行加强，使结构的性能目标得以实现。
关键词：超限高层建筑；性能化设计1.工程概况宁波得力塔楼项目位于美丽的江南历史文化名城宁波市东部新城核心区。
本地块为商业和商务设施综合用地，总用地面积为 12735 平米（地上建筑面积87871.5平方米，2层地下室建筑面积25750平方米）。
地上有 1 栋 35 层的办公楼(1#楼)，1 栋 25 层的办公楼，3 层的商业裙房及其它配套服务设施组成，多层商业与主楼两者间设置抗震缝。
1#楼底下5层设计定位为商业,上部为办公，主楼地上为35层，地下2层。
地下两层层高分别为3.85、6.05，底板面标高为-9.970；地上一层、二层、三层层高分别为4.99米，四层4.79米，标准层4.2米，避难层层高4.0米。
总建筑高度至停机坪屋面为159.6米。
主体结构地上2F~4F部分局部设有裙房，平面呈外框内筒型式，外框与筒体跨距X方向为9.4m，Y方向9.40m。
结构外框尺寸为43.9m×29.7m，内筒尺寸为26.6m×12m。
外框采用型钢混凝土柱（型钢混凝土柱至24F,24F以上为混凝土柱），四边共设16个，柱距尺寸X方向最大为9m，柱距尺寸Y方向最大为11m。
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ-2010(简称高规)，钢筋混凝土核心筒-混凝土框架结构（根据高规11.1.1条条文解释：型钢混凝土柱，混凝土梁不属于混合结构），在7度区的最大适用高度为130m,本结构超出高规限制约22.8%，属于高度超限高层建筑，加上平面及竖向不规则，属于超限高层建筑，需进行超限高层抗震设防专项审查，本项目已顺利通过浙江省抗震超限设防专项审查委员会的审查，审查结论为“通过”。
某超限高层建筑钢管混凝土柱设计
另外 ， 由于结构 自重大大减轻 ， 这也对减小地震作 用大为有利 。
２ 钢 管 混凝 土柱 节点 设计
． 转换层混凝 土强度等级为 Ｃ ０ 采用 主次梁转换形式 ， ５， 转换主 ２ １ 楼 面梁柱 节点 设计 钢管混凝 土柱楼面梁柱节点形式 主要有 加强 环式节 点 、 钢筋 梁尺寸 主要 为 １２０×２０ ０型钢 混凝 土 梁 ， ０ ０ 部分 荷 载较 大者 为
中 图 分 类 号 ：Ｕ ７ ． Ｔ ３５３
文 献标 识 码 ： Ａ
０ 引言
１ 钢管 混凝土柱最 大优越性是构件 自身大大减 轻 、 件断面 ） 构
减少 了结 构 占地 面积 。从 表 １可见 ， 管混 凝 土柱 截 钢 超高层建 筑 由于层数较 多 ， 采用钢筋 混凝 土柱 由于底部 楼层 大大减小 ， 截 ５ 相 柱轴 向荷 载较 大 ， 受轴压 比控 制往 往 柱截 面需 要做得 很 大 ， 减少 面与型钢混凝 土柱相 比： 面面积减 小 ６ ％ ， 应有 效使 用面 积 ５ 钢材 节约 ３ ％； 自重减 轻约 ６ ％ ， ７ 柱 ０ 由此减小 了地 了建筑可用 面积。钢管混凝土柱 由于混凝 土受钢 管约束 ， 变 了 可增加 ６ ％ ； 改 基基础 的负担 ， 降低 了基础造价 ， 同时也 减小 了地震 反应 ； 另外 也 受力性能 ， 变单 向受 压为 三 向受压 ， 混凝 土抗 压强 度提 高 了几 使 节 降低 了费用 。据 比选 倍， 其受 力合理 ， 能充分发挥混凝 土与钢材 的特长 ， 而使构 件 的 由于省去 了大量 的模 板 ， 省了大 量木 材 ， 从 估算 ， 选用 钢管混凝土柱较型钢混凝 土柱约能获利 ２２ ６万 元 。 １ 取 承载能力大大提高 。对 于同样的负荷 ， 管混凝 土构件 的断 面将 钢
超高层建筑结构设计要点
超高层建筑结构设计要点超高层建筑结构设计是怎样的？超高层建筑结构设计要点有哪些？下面是带来的关于超高层建筑结构设计要点的内容介绍以供参考。
超高建筑结构设计中的几个要点1.型钢混凝土和圆钢管混凝土柱钢骨含钢率的控制一般设计中，混合结构构件的钢骨含钢率中都是由构造控制，目前国内相关的设计规范和技术规程的规定各不相同，但有一个共同点是框柱中钢骨的含钢率不宜小于4%，这是型钢混凝土柱与钢筋混凝土柱区别的一个指标。
在混合结构设计过程当中，设计者可根据计算结果来设计柱纵筋和箍筋，并设置大于4%的含钢率的型钢截面。
2.钢筋混凝土核心筒的型钢柱的设置在地震作用或风荷载作用下，钢筋混凝土核心筒一般要承受85%以上的水平剪力；同时筒体外墙还要承受近楼层面积一半的竖向荷载。
所以，在筒体外墙内设置型钢柱既可保证筒体与型钢混凝土外框柱有相同的延性，还可以减小两者之间竖向变形差异。
同时，筒体墙内设置型钢柱，可使剪力墙开裂后承载力下降幅度不大。
尤其在抗震设防的高烈度区，剪力墙底部加强区的抗震性能目标要按中震弹性或中震不屈服设计，其地震作用下剪力、弯矩很大，更需在墙体内设置型钢柱。
否则，内筒边缘构件配筋面积太大，增加了设计和施工的难度。
通过设置型钢柱，可取代边缘构件内的纵筋。
3.关于伸臂桁架和腰桁架的设置上文提到在超高层建筑结构设计中，结构抗侧刚度有时不能满足变形要求，需要利用避难层或设备层设置水平伸臂桁架或腰桁架的加强层。
加强层有效地使外框架或外框筒与核心筒协同起来，大大增大结构的抗侧刚度和扭转刚度，满足结构的变形（层间位移）要求。
设置加强层后，造成结构沿高度方向刚度不均匀，刚度突变带来内力突变，因此在加强层及上下相邻层构件的内力会出现较大的改变，设置是方向性的改变，加强层的刚度越大，内力突变的程度也越大，这种突变会产生薄弱层效应。
而在抗震设计的结构中，应尽可能的减小出现薄弱层形成的不利效应，因此可以不设置加强层时，就不必设置加强层，需要设置加强层时，也应该遵循适度的原则，不宜采用刚度过大的伸臂和腰桁架，以避免出现过大的刚度突变。
钢管混凝土柱在高层建筑中的应用
４ 结束 语 实 践 表 明 ， 筑 低 压 配 电 系统 中 ， 各 种 系统 的 接 地 无 建 在
可与该变压器的保护接地共用一套接地装 置。工作在 Ａ类 电
气装置 中的配 电变压器 的保护接地可与保护该配电变压器的 避雷接地装置共用一套接地装置 。
法做 到真正分 开的情况 下 ， 工作 接地 与保护接 地 ， 保护接 地 与 防雷接地 等共用 接地更安 全 ， 节省投 资 、 且 简单和 便于维 护 。对 于共用接地存在 的问题 ， 以考虑充 分利用大楼建筑 可 的钢架结构体 接地 ， 限制 共用接地 的总接地 电阻（ 小于 １ ｎ） 和总等 电位连 接等办法 ，将共 用接 地可 能发生 的影响和 危
（ｕｎ Ｄ ｎ ｐｏ ｕＨｕ ｅｌＥ ｔｅ Ｃ ．ｔ Ｇ ａｇｈｕ ５０ ３） Ｇ ａ ｇ ｏｇＨｏｓｎ Ｙ ｅ ａ Ｒ ａ ｓ ｔ ｏ ｄ ｕｎｚｏ ０ ０ ａ Ｌ １
Ａ ｓｒｃ：Ａ ｃｒｉｇ ｔ ｔｅ ｄｓ ｎ ｏ ｅ Ｃ ｎｒ ｅ Ｆｌｄ ｔ ｌＴ ｂ ｌ （Ｆ １ ｃｌｍ ｏ ｅ ｂ ｔ ｔ ｃｏｄｎ ｏ ｈ ｅｉ ｆｔ ｏ ｃｅ － ｉ Ｓｅ ｕ ｕａ Ｃ Ｓ） ０ ａ ｇ ｈ ｔ ｌ ｅ ｅ ｒ ｕ ｆ ｔ ｒｈ ｈ ｈ ｒｅ ｕｌｉ ， Ｚ ｕｉ ｇ Ｉｔｒａ ｏａ ｕＭｉ ｔｉ ａ ｅ ｎ ｏ ｕｅ ｈｅ ｈｒｃｅ ｓｃ ｎ ｎｄ ｉ －ｉ ｂ ｉ ｎ ｇ ｓ ｄ ｇ ｈｊ ｎ ｎｅ ｔ ｎｌ ａ ｎ ｉ Ｂ ｉ ｎ ｈ ｓ ｐ ｒ ｉｔ ｄ ｃ ｔ ｃａ ｔｒｔ ａｄ ｏｅ ｇ ｐ ｒ ａ ｉ ｉ
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第１ 总 ６ 期（ 第９期）
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工程 ■ 应用
钢管混凝土柱在高层建筑中的应用
李 哲 （ 东合生越华房地产有限公 司 ， 广 广东 广州 ５ ０３ ） １ ００
钢管混凝土结构在高层建筑结构设计的应用
内暗 设 ） 递 剪 力 。 传 钢管混凝 土柱 的柱 脚也 有两种做法 ， 一种是 同预制钢 筋混凝土 柱相 同的插 入 式杯 口基 础， 一种 是 同钢 结构 相 同 的端承 式柱 脚 。 另 ３钢 管柱 混凝 土柱 设计 与麓 工应 用过 程 某大厦为三 十一层 商住楼， 地下室三 层为车 库， 一层至 四层 为商场， 顶 四层 为 结构转 换层 ， 五层 为设 备层 ， 部为住 宅 。整个 结构 采用框 支剪 力墙 结构 ， 上 围绕 楼 、电梯 井筒 核心 ， 部分框 支柱在 一层 至 四层 采用 了钢 管混凝 土柱， 管径 分别 为 西＝ １０ ， ００ 由＝ １０ 。钢 管 圆柱采用 １Ｍ ｎ 制做 ， 厚 ２ ， ２０ ６Ｎ 钢 壁 Ｏ 管内浇筑 混凝 土 Ｃ ０ 圆钢 管柱共 ６ ， ４， 根 由： １０ ， 根 。 中＝ １０ ， 根 ， 管顶 部为钢 ００２ ２ ０４ 钢 筋 混 凝 土板 式 转 换 层 。 ３ １ 钢管 混凝 土单肢 柱的 承载 力 ．
建 筑与 工程
●ｌ
钢管混凝土结 构在高层建 筑结构设计 的应用
植雷兴
（ 柳州 市华艺 建筑 设计有 限公 司 广西 柳州 ５５ ０ ） ４０１ ［ 摘 要］ 管混凝 土 （ 钢 即钢 管 混凝 土） 具有 承载 力高 、抗 震性 能好 、节 约钢 材和 施 工简捷 等 突 出优 点， 因而在 高层 和超 高层 建 筑 中得 到 了日益广 泛的 应 用 。本文 就 钢 管混 凝土 结构 在 高层 建 筑 结构 设 计 的应 用 进 行探 讨 。 ［ 关键 词］ 钢管 混凝土 结构 高层建 筑 结构设 计 中图分类号 ：Ｔ ２８ ３ ［Ｕ ０． ］ 文 献标 识码 ： ７Ｏ １０ — １Ｘ ２ １）３ ０８ 一 １
高烈度区钢管混凝土叠合柱节点设计与施工
施 工 技 术CONSTRUCTION TECHNOLOGY2021年5月上第 50 卷 第 9 期26DOI ： 10.7672/sgjs2021090026高烈度区钢管混凝土叠合柱节点设计与施工**中建三局科技研发课题:复杂环境下机场卫星厅钢结构综合施工 技术应用研究［作者简介］陈龙，工程师，E-mail ：741254733@ ［ 收稿日期］ 2020-12-09陈龙，胡林，刘萍，李衍（中建三局第二建设工程有限责任公司，湖北 武汉430074）［摘要］昆明长水国际机场改扩建工程S1卫星厅位于高烈度区，主体结构柱采用钢管混凝土叠合柱。
混凝土梁截 面大，钢筋密集。
梁柱节点受力复杂，需满足抗震设防要求。
根据工程特点，梁柱节点采用组合式钢牛腿,梁主筋采用套筒机械连接,并浇筑自密实混凝土，保证施工质量,取得良好施工效果。
［关键词］钢管混凝土;叠合柱;钢牛腿;节点;地震烈度［中图分类号］TU528［文献标识码］A ［文章编号］1002-8498(2021)09-0026-03Design and Construction of Steel Tube-reinforced ConcreteColumn Joints in High Earthquake Intensity AreaCHEN Long , HU Lin , LIU Ping , LI Yan(The Second Construction Engineering Co., Ltd. of China Construction Third Engineering Bureau Group Co., Ltd. , Wuhan ,Hubei 430074, China )Abstract : The S 1 Satellite Hall of Kunming Changshui International Airport reconstruction and expansion project is located in the high intensity area. The main structural columns are steel tube-reinforced concretecolumns. The concrete beam has large section and dense reinforcement. The stress of the beam column joints is complex, so it needs to meet the requirements of seismic fortification. According to thecharacteristics of the project, the combined steel corbel is used for the beam column joints, the sleeve mechanical connection is used for the main reinforcement of the beams, and the self compacting concreteis poured to ensure the construction quality and achieve good construction effect.Keywords : steel tube concrete ; composite columns ; steel corbel;joints ; earthquake intensity1工程概况昆明长水国际机场改扩建工程S1卫星厅所在区域抗震设防烈度为8度，主体结构柱采用钢管混凝土叠合柱，直径包括1 900,2 000mm,柱内钢管直径为1 300〜1 500mm,厚45〜70mm,与柱连接的混凝土梁宽600〜1 800mm 。
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讲课大纲
• • • • • • • • • • 1.工程概况 2.整体结构布置，计算模型和基础设计 3.混凝土、钢材的材料选择 4.结构计算 5.钢管柱的截面设计 6.梁的设计 6. 7.各种部位梁柱节点的设计 8.核心筒的设计，材料，截面，配筋，型钢，与钢梁的 连接 9.如何实现由计算书到施工图的设计，手工计算所依据 的规范，需要查阅的图集 10.钢结构设计总说明
合理建立计算模型
• 常用结构分析软件：SATWE和ETABS。普 通结构用SATWE即可，前后处理功能很好； 复杂结构要用ETABS，SAP等，计算准确。 • 选取合理的单元模型：整体分析时梁柱选 用杆单元，剪力墙采用壳单元，楼板采用 膜单元。 • 根据结构情况合理建模：适当处理墙开洞， 适当处理次要构件，抓住结构的力学实质。
钢管混凝土柱的截面设计依据
• 《钢管混凝土结构设计与施工规程》 （CECS 28:90） • 《现代钢管混凝土结构（修订版）》 （2007年版） • 《钢管混凝土结构技术规程》（DBJ1351-2003)
钢管混凝土柱的截面设计依据
• 《型钢混凝土组合结构技术规程》 (JGJ138-2001) • 《钢骨混凝土结构设计规程》(YB 908297)
钢管混凝土柱超高层 结构设计
2008.11
讲课大纲
• • • • • • • • • • 1.工程概况 2.整体结构布置，计算模型和基础设计 3.混凝土、钢材的材料选择 4.结构计算 5.钢管柱的截面设计 6.梁的设计 6. 7.各种部位梁柱节点的设计 8.核心筒的设计，材料，截面，配筋，型钢，与钢梁的 连接 9.如何实现由计算书到施工图的设计，手工计算所依据 的规范，需要查阅的图集 10.钢结构设计总说明
讲课大纲
• • • • • • • • • • 1.工程概况 2.整体结构布置，计算模型，基础设计 3.混凝土、钢材的材料选择 4.结构计算 5.钢管柱的截面设计 6.梁的设计 6. 7.各种部位梁柱节点的设计 8.核心筒的设计，材料，截面，配筋，型钢，与钢梁的 连接 9.如何实现由计算书到施工图的设计，手工计算所依据 的规范，需要查阅的图集 10.钢结构设计总说明
基础设计
• 主楼的基础体系是 3.6 米厚的现浇钢 筋混凝土筏板，由位于中等风化花岗 岩或微分化花岗岩,直径1.5 m的冲钻 孔灌注桩支承。 • 桩的有效长度约50m,桩尖入中等风化 花岗岩或微分化花岗岩0.5m,单桩竖 向承载力特征值为18800KN/根.桩身 混凝土设计强度为C40.
基础设计
设计方法
• SATWE软件会将分析和设计全部完成。 • 在跨层处注意柱计算长度系数的数值。 • 可以把内力组合结果读出，并根据前面所 说的规程进行手工复核。 • 还可以根据规程编制出N-M相关曲线，把 把内力组合结果画到相关曲线上。
设计方法
• ETABS软件分析结果准确，但是不能按照 规程来设计。 • 可以把内力组合结果读出，并根据前面所 说的规程进行手工复核。 • 还可以根据规程编制出N-M相关曲线，把 把内力 钢梁：SATWE和ETABS都会完成分析和设 计。 • 对于上翼缘有铺板的钢梁，无支撑长度比 要改小，不需要考虑钢梁的稳定应力，只 要强度应力满足强度设计值要求。 • 钢梁有抗弯应力比和抗剪应力比。
组合梁的设计方法
• ETABS能够完成组合梁的设计。 • 也可以根据《钢结构设计规范》 （GB50017-2003）进行手工计算。 • 还可以编制EXCEL表进行组合梁的设计。
• 裙楼及地下室基础采用厚度为 1米的现浇钢筋混凝土筏板, 筏板由位于碎卵石层, 直径为0.9m，的冲钻孔灌注桩支 承。 • 桩的有效长度约37m, 桩尖入碎卵石层1.35m, 单桩竖向 抗压承载力特征值为4800KN/根， 单桩竖向抗拔承载力 特征值为2250KN/根. 桩身混凝土设计强度为C30.裙房 部分在桩顶设置厚度为1300mm的承台,纯地下室部分的 冲钻孔灌注桩作为抗拔桩。 • 基础设计施工图见pdf图纸。
典型楼层结构布置
加强楼层结构布置
结 构 抗 侧 力 体 系
结构平面施工图
• 结构平面图纸见pdf文件
计算软件和计算模型
• 选用国际通用的三维有限元结构设计软件 ETABS和国内主流结构设计软件SATWE进 行分析与设计 • 梁柱采用杆单元模拟，剪力墙采用壳单元 模拟，楼板采用膜单元模拟 • 根据《高层建筑混凝土结构技术规程》 (JGJ3-2002)5.3.7条规定，嵌固层选在地 面层。
核心筒内的型钢
• 《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ32002）第11章对于混合结构设计有相关规 定。 • 一般在核心筒角部要配置型钢。 • 核心筒剪力墙中的型钢可以参与剪力墙受 力。
核心筒与钢梁的连接
• 核心筒与钢梁的连接节点图讲解。
选择混凝土的考虑
• 对于柱、剪力墙等竖向结构构件，由于结 构高度很大，轴向压力也很大，需要选择 强度等级较高的混凝土，同时考虑到施工 可靠性，柱和剪力墙选择了C60混凝土。 • 对于梁、板等水平结构构件，一般选择 C40或者C30的混凝土。
福州世茂国际中心混凝土的选择
GB 50010-2002 结构构件
讲课大纲
• • • • • • • • • • 1.工程概况 2.整体结构布置，计算模型和基础设计 3.混凝土、钢材的材料选择 4.结构计算 5.钢管混凝土柱的截面设计 6.梁的设计 6. 7.各种部位梁柱节点的设计 8.核心筒的设计，材料，截面，配筋，型钢，与钢梁的 连接 9.如何实现由计算书到施工图的设计，手工计算所依据 的规范，需要查阅的图集 10.钢结构设计总说明
分析类型
• 一般采用反应谱分析，振型参与质量系数 要大于90%，很多实际项目都是达到95% 以上。 • 对于高度较大、结构复杂的结构要补充弹 性时程分析。 • 对于高度很大，结构很复杂或者很重要的 结构，补充进行弹塑性分析。
讲课大纲
• • • • • • • • • • 1.工程概况 2.整体结构布置，计算模型和基础设计 3.混凝土、钢材的材料选择 4.结构计算 5.钢管混凝土柱的截面设计 6.梁的设计 6. 7.各种部位梁柱节点的设计 8.核心筒的设计，材料，截面，配筋，型钢，与钢梁的 连接 9.如何实现由计算书到施工图的设计，手工计算所依据 的规范，需要查阅的图集 10.钢结构设计总说明
梁柱节点的设计
• 按照“强节点，弱杆件”的要求进行设计。 在计算和构造两方面满足要求。 • 《高层民用建筑钢结构技术规程》 （JGJ99-98）第8章做了规定。 • 《钢结构设计手册》（第三版）（2004年 版）有计算范例。
梁柱节点的设计
• 福州世茂钢结构节点图纸讲解。
讲课大纲
• • • • • • • • • • 1.工程概况 2.整体结构布置，计算模型和基础设计 3.混凝土、钢材的材料选择 4.结构计算 5.钢管混凝土柱的截面设计 6.梁的设计 6. 7.各种部位梁柱节点的设计 8.核心筒的设计，材料，截面，配筋，型钢，与钢梁的 连接 9.如何实现由计算书到施工图的设计，手工计算所依据 的规范，需要查阅的图集 10.钢结构设计总说明
核心筒的设计
• SATWE能够完成分析和设计。 • ETABS能够完成分析，得到内力组合结果， 但是需要提取出内力组合结果，再根据 《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ32002）进行设计。
核心筒的材料和配筋
• 一般采用钢筋混凝土核心筒。 • 按照规范规定，在底部加强区的边角部位 按照约束边缘构件配筋，内部配置竖向和 水平向分布钢筋。在底部加强区之上的边 角部位按照构造边缘构件配筋，内部配置 竖向和水平向分布钢筋。 • 《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ32002）对于剪力墙配筋有明确规定。
基础和地下墙 剪力墙 柱 板、梁 其他，混凝土填料/垫块/栏板
C40 C60 – C50
C60 – C50
C40 – C30
C30 混凝土垫层
C15
钢材的材料选择
• 福州世茂国际中心楼面钢梁采用Q345B钢材，钢 管混凝土柱的钢管，加强层伸臂与带状桁架均采 用Q345 GJ钢。当钢板厚大于等于40mm且承受 沿板厚方向的拉力时，受拉试件板厚方向截面收 缩率，不应小于国家标准《厚度方向性能钢板》 （GB50313）中关于Z15级规定的容许值。 • 采用《钢结构设计规范》GB50017-2003,表 3.4.1所列的，随厚度而改变的钢材设计强度。 • 钢材的自重为7850 kg/m3, 杨氏弹性模量为 206,000 MPa，热膨胀系数为1.20x10-5 / oC。
正确确定计算参数
• 连梁刚度折减：一般可以取0.7，不宜小于0.5。 • 现浇楼板的面外刚度：高层建筑一般采用现浇楼 面，楼板作为梁的有效翼缘形成T形截面梁，提高 了楼面梁的刚度，也提高了结构整体的侧向刚度。 通过对梁的刚度乘以放大系数来考虑，一般为 1.3~2.0. • 框架梁弯矩调幅：0.8~0.9。 • 楼面梁的扭矩：0.4~0.7。 • 周期折减：框架-剪力墙结构：0.7~0.8. • 施工顺序加载
结 构 体 系 的 选 择
结构体系的选择
• 主楼的抗侧力结构体系用以抵抗地震和风力荷载。主要抗侧力系统由 内部的钢筋混凝土核心筒和外围钢管混凝土柱与钢梁组成的框架组成。 • 核心筒系统位于主楼的中心，包括电梯、电梯厅、疏散楼梯的墙体， 厚度在400mm至1150mm范围内。钢筋混凝土的连梁将连接相邻 的剪力墙。核心筒的外墙是闭合式的，从而提供建筑大部分的扭转刚 度。 • 外围由钢管混凝土柱组成，并通过在20、33和50层的6.30米高设备 层布置的外伸钢桁架与巨型核心筒连接在一起。外围钢管柱在上述三 层各有一道钢的边桁架在外围连接，从而使柱子更加均匀地受力。 • 随着建筑高度的变化，钢管混凝土柱的直径大约在900mm至 1350mm范围内。 • 主楼的第二道抗侧力体系是位于建筑外围的钢框架。建筑从上到下， 外围钢梁在每层与外围钢管混凝土柱刚性连接形成第二道抗侧力体系。 这个系统为建筑总体提供了附加的扭转刚度，增强了结构的整体性， 提高了结构的冗余度。