广州汽车大厦：高楼钢结构体系与工程实例

1.建筑概况

广州市于1998年建成的广州汽车大厦，地下3层，基底标高为-17.55m，直接坐落在中风化基岩上；地面以上按40层设计，屋面标高为142m，出屋面另有6层小塔楼，总高度为175m。根据建筑场地形状，建筑平面呈直角三角形，总建筑面积为5.4×10⁴m²。

2.结构体系

（1）大厦结构采用以芯筒为主体的钢筋混凝土芯筒-型钢混凝土框架体系，除楼面中央设置钢筋混凝土芯筒外，另在楼面两个远角，各设置一个小型角筒，并在楼面的直角部位设置L形剪力墙；楼面的周边布置型钢混凝土框架，柱距为7.8m或8.26m。

（2）在第19层（设备层），沿周边框架设置高5.0m的钢筋混凝土桁架，形成竖向加劲层。大厦第2层的结构平面见图5-155。

图5-155 广州汽车大厦第2层结构平面

3.型钢混凝土柱

（1）主楼框架共有柱14根，根据柱轴力的大小，并按照结构侧向刚度沿竖向逐渐过渡、交错变化的原则，由地下三层起始的14根型钢混凝土柱，分三次转换为钢筋混凝土柱，6根在地上二层，6根在地上三层，2根在第7层。转换位置均设在各该楼层的反弯点处。

（2）型钢混凝土柱的截面外包尺寸为1200mm×1200mm，内部的型钢芯柱采用方形钢管，截面尺寸为700mm×700mm×28mm，由Q235钢板焊接而成，含钢率为5.2%；外围竖向钢筋采用2436mm，配筋率为1.7%；箍筋采用12＠100mm，体积配箍率为0.69%（图5-156）。

4.柱的节点和柱脚

（1）型钢混凝土柱内的型钢芯柱的对接接头采用垫底焊，并加装12只卡码，以控制焊接变形。

（2）钢筋混凝土梁与型钢混凝土柱的连接，采取梁筋通过式节点，框架梁的上、下纵向钢筋，每隔一根穿过柱的型钢芯柱，并在现场用氧碳切割开孔，孔径D＝钢筋直径＋6mm；另一半钢筋弯折90°后焊于钢骨上。

（3）为了实现“强节点弱杆件”，在梁-柱节点处框架梁的上、下面，于型钢芯柱的内部各加焊一道井字形加劲板（图5-157）。

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图5-156 型钢混凝土柱的截面和配筋

图5-157 型钢混凝土柱的梁-柱节点

（4）型钢混凝土柱采用埋入式柱脚，并采取以下三项措施：①插入混凝土基础内的型钢四面加焊栓钉；②为减小型钢芯柱对基础的局压应力，于型钢芯柱底面加焊一块厚28mm的钢底板和12片三角形加劲肋；③为保证施工时型钢芯柱的安装垂直度，在底板四边加焊高250mm的角钢调平托架（图5-158）。

图5-158 型钢混凝土柱的柱脚

5.结构分析结果

（1）大厦为非对称结构，采用TBSA程序对结构进行平移-扭转耦联振动分析，计算出的结构x、y方向平移振动和扭转振动的各前六阶自振周期列于表5-52。

表5-52 广州汽车大厦自振周期 （单位：s）

（2）大厦分别在风荷载或7度地震作用下的结构侧移计算值，列于表5-53。从表中数值可以看出，两种情况均远小于规范限值。

表5-53 风或地震作用下汽车大厦的侧移