超高層勁性鋼柱變截面位置的優化處理探析

黃書鑫?馬棚?凡金國

摘 要 超高層核心筒內勁性鋼柱的使用，使建筑結構的受力特性得以提高，并且使墻體和柱截面減小，增加了結構適用性，隨著樓層結構的升高，勁性鋼柱的截面也在變小，結合現場實踐，對變截面位置的設置，變截面節點形式進行了比較分析，在今后的同類項目中起到借鑒作用。

關鍵詞 超高層;勁性鋼柱;變截面;節點

1工程概述

富力首府項目D16地塊項目位于大英山CBD東側國興大道以南，海府大道以西，大英山西一路以東，緊鄰正在建設的海口地標建筑海口雙子塔，總建筑面積23.18萬平，其中有4座超高層，結構體系屬于型鋼混凝土框架-筒體結構，在此以2#住宅為代表，對核心筒勁性鋼柱的變截面位置所遇到的問題在此做一探析了解。2#住宅樓矩形核心筒長寬約18米，共設有30根勁性型鋼柱，其中8根為十字形勁性鋼柱，其余為工字形鋼柱，截面由下往上經過4次變截面，逐步變小，工字鋼截面尺寸由H700×300×40×40最終變為H500×200×30×30，十字型截面鋼柱由H900（700）×300×40×40最終變為? H650（450）×300×24×24， 針對該核心筒勁性鋼柱多次變截面所遇到的問題在此做一探析。

2影響分析

2.1 較小高差范圍內，截面變化次數多

結構高差約75米范圍內，進行4次變截面，截面變化次數較多，截面每次變化為100mm和50mm兩種形式，這就需要鋼結構深化設計人員對土建設計圖紙和鋼結構設計圖紙都要非常熟悉，并且有豐富的鋼結構深化經驗，否則一旦鋼柱截面變化量和截面變化位置深化錯誤，會導致鋼柱構件直接成為廢品，并會影響工期，會造成非常大的損失。

2.2 容易影響后期鋁模的封模

目前高層，超高層在施工到標準層后，會采用定制的組合鋁模取代木質模板，提高模板施工效率。但是定制的鋁模不能像木模板那樣根據圖紙進行現場切割，這就是鋁模和鋼柱變截面位置產生沖突時，不易解決的原因。因此這就要特別注意勁性鋼柱變截面位置的確定。例如，10層樓板以上標準層墻體要相對10層樓板以下標準層墻體收縮50mm，這時就要考慮在不影響結構受力的情況下，變截面位置是設置在10層樓板下方，還是設置在10層樓板上方。

2.3 勁性柱變截面形式和土建變截面形式的沖突

超高層核心筒土建墻體變截面收縮幾乎都是到達一定設計標高后，直接收縮墻體，而不進行過渡段收縮，如果勁性鋼柱選擇的變截面位置和截面過渡形式不合理，就會使土建鋁模無法收縮到位，鋁模無法正常嚴密合攏。

3改進措施及建議

3.1 優化變截面位置節點形式

一般構件變截面分為直接變截面和過度變截面兩種形式（見圖2），第一種直接變截面形式節點常用與受力不大的次要結構，第二種常用與受力要求較嚴格的構件，結合該項目結構受力特點采用過度變截面形式（如圖1右），確保結構受力滿足要求。

3.2 變截面位置的優化調整

由于土建墻體收縮，是直接收縮，使墻體厚度變小，而鋼柱變截面是過渡變截面，為了防止出現鋁模在變截面位置無法直接收縮到位，在不影響結構受力的情況下，把鋼柱變截面位置，調整到該變截面樓層板下方，這樣在土建收縮墻體變截面時，鋼柱變截面已經過渡完成，就避免了此種情況的設計及施工沖突。如果鋼柱變截面位置下移到變截面樓板位置下方，受力不足，可采取添加設置加勁板，達到受力要求。

3.3 鋼柱變截面過渡位置的栓釘設置

由于勁性鋼柱，在柱體外側會設置栓釘，來增強鋼柱在混凝土內部的受力特性，因此在勁性鋼柱變截面位置同樣會設有栓釘（如圖2，紅色部分栓釘），此處栓釘也常會出現影響鋁模不能正常合攏，但是此情況涉及栓釘數量很少，可以根據現場實際影響施工情況，采取把栓釘砸彎來解決。

3.4 現場安裝控制

鋼柱在現場安裝時，注意安裝精度的控制，由于鋼柱變截面位置是易與后序施工工序產生交叉沖突的地方，因此在安裝變截面鋼柱時，注意安裝精度的把控，盡量把安裝誤差控制到非收縮墻體截面一側，減小對鋁模施工的影響。

4結束語

勁性鋼柱變截面的處理是否恰當，會直接影響后序模板施工及后期混凝土施工等相關環節的正常進行， 而勁性鋼柱變截面的問題是高層，超高層常遇見的問題，通過該項目的實踐經驗，采取了以上注意措施，取得了良好的施工效果，在此進行總結探析 。

參考文獻

[1] GB50205-2001鋼結構工程施工驗收規范.

[2] JGJ99-98高層建筑民用鋼結構技術規程.

[3] 陳紹蕃，顧強.《鋼結構（下）》[M].北京：中國建筑工業出版社，2003.