某超高层建筑结构方案比选

图1标准层平面图

47600

2800

2800

4200×10＝42000

3000

3000

48000写字楼

写字楼

写字楼

写字楼

223502000550

28005800330033003650

28005502000

2050

2000

2000

4200×10＝42000

表1

A 级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度（m ）

结构体系

非抗震设计

抗震设防烈度

6度7度8度9度框架7060554525框架-剪力墙

14013012010050剪力墙全部落地15014012010060

部分框支130********不应采用

筒体

框架-核心筒16015013010070筒中筒

20018015012080

板柱-剪力墙

70

40

35

30

不应采用

广东土木与建筑

GUANGDONG ARCHITECTURE CIVIL ENGINEERING 2009年10月

第10期OCT 2009

No．101工程概况

本工程位于广州市天河区，建筑场地接近方型，

地下5层，地上57层，总建筑面积约15万m 2，建筑高度约250m ，属超高层建筑，标准层平面尺寸48m ×

47.6m ，高宽比5.2，层高自下而上分别为：4m （-5~-2

层），5m （-1层），6.5m （1层），6m （2~3层），5m （4~6层），

4.05m （7层以上）。图1为标准层平面图。

场区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度0.10g ，设计地震分组为第一组，场地设计特征周

期为0.35s ；建筑场地为Ⅱ类。本工程结构承载力计

算时，基本风压按100年重现期风压值0.6kN m 2，结构水平位移计算时，基本风压按50年重现期风压值0.5kN m 2。地面粗糙度为C 类，体型系数取1.3。

2结构选型

每一种抗侧力结构体系均有其适用的高度范围

和高宽比限值，详见表1~4，在此范围内结构体系才能充分发挥其特点，实现安全、适用、经济的设计目标，因此本工程首先从建筑物的高度和高宽比入手来选择结构体系。

根据现有工程实例的统计结果，纯钢结构由于造价较高、防火性能较差等原因，其应用受到限制。

某超高层建筑结构方案比选

彭水力

（广州市设计院

广州510620）

摘

要：通过某超高层建筑结构设计实例，介绍了超高层建筑结构方案选择的一般原则，本文提供的方案比选案例可为类

似工程方案选择提供参考。

关键词：超高层建筑；结构方案

Structure Plans Comparison of a Super High-rise Building

Peng Shuili

（Guangzhou Design Institute

Guangzhou 510620，China ）

Abstract ：In this paper ，the general principles of the structure plan selection of the high-rise building are introduced through a super high-rise building structure practice.It may provide reference to the plan comparison of similar project.

Keywords ：super high-rise building ；structure plan

41

表6单位面积重量

结构

方案1～6层

（kN m 2）标准层（kN m 2）

122.815.1222.814.2321.714.9422.414.25

15.4

10.4

表8各方案混凝土、钢筋和型钢用量对比钢筋用量（t ）总量（t ）

柱

梁

楼板

剪力筒

222547051148495857322933801108739575761734

4721114849580992264

380110873957547--571

1044

470

2086

结构方案

混凝土用量（m 3）总量（m 3）

柱

梁

楼板

剪力筒

189981933412901120075324029272156191220995924669237013194011290112007513224915615620122099592

465775

--2348117281141225488

型钢用量（t ）总量（t ）

柱

梁

------------1553--1553394--

394

7484

759415078

表7

结构构件的主要截面

结构方案

构件截面（mm ）

首层

框架柱

周边框架梁

普通框架梁

首层剪力筒

主要楼板

11000×2200400×1200300×65085011021000×1200400×1400300×6006501105

1000×1000×65

1000×400×16×25650×250×16×24

800

100

31000×1400400×1200300×65085011041000×1000400×1400

300×600

650110注）方案3、4框架柱含型钢率分别为6.2％和4％；方案5为箱型柱和工字型梁。

表2

B 级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度（m ）

结构体系非抗震设计

抗震设防烈度

6度7度8度170160140120筒体

框架-核心筒220210180140筒中筒

300

280

230

170

剪力墙全部落地180170150130部分框支150140120100框架-剪力墙

非抗震设计

6度、7度

8度8

7

6

抗震设防烈度

表4B 级高度钢筋混凝土高层

建筑结构适用的最大高宽比表3

A 级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比

结构体系

非抗震设计

抗震设防烈度

6度、7度

8度9度框架、板柱-剪力墙5432框架-剪力墙5543剪力墙

6654筒中筒、框架-核心筒

6

6

5

4

彭水力：某超高层建筑结构方案比选

OCT 2009No．10

2009年10月第10期

基于综合考虑，

土材料建造；由于混合结构在经济性、防灾、抗风、抗震及防抗连续倒塌等性能上具有一定的优越性，近年在一些超高层建筑中得到了推广应用。

综合以上分析，本工程结构体系可选择筒中筒结构体系或框架-核心筒结构体系，初步确定5个结构方案进行比选，详见表5。

3方案比选采用PKPM 系

列的SATWE 三维空间分析软件对表5的各方案进行整体建模分析，结果表明在风荷载和地震作用下，各方案的楼层侧向刚度均可满足规范要求（楼层层间位移角小

度还存在优化的空间；另一方面，由于楼层数较多，竖向荷载总值较大，导致竖向构件的结构截面（特别是中、下部楼层）由轴压比控制。因此，以下对5个方案的比较主要从与建筑功能使用的协调、减轻结构自重和合理使用材料等3个方面着手分析。表6~8是其中一些主要的分析估算结果。

从表6可见，采用方案5（钢框架-钢筋混凝土筒体）对减轻结构自重方面具有较明显优势，但采用钢框架-钢筋混凝土筒体方案会涉及到防火、防腐等

表5

5个结构方案及结构材料

结构材料

框架柱

框架梁

核心筒

钢筋混凝土钢筋混凝土钢筋混凝土型钢混凝土钢筋混凝土钢筋混凝土

型钢

型钢

钢筋混凝土

结构方案

1234钢筋混凝土框架-筒体（框-筒）钢筋混凝土筒中筒（筒中筒）

型钢混凝土框架-钢筋混凝土筒体（框-筒）型钢混凝土框筒-钢筋混凝土筒体（筒中筒）

钢框架钢筋混凝土筒体框筒42