倒錐體螺旋鋼結構分析設計要點

劉云浪，李建偉，王 寧

（悉地國際設計顧問（深圳）有限公司 深圳518048）

1 工程概況

長沙某項目位于湖南省長沙市岳麓區梅溪湖核心區域，獨特的造型使其成為該區域最具特色的地標。建筑效果如圖1所示。

圖1 建筑效果圖Fig.1 Architectural Rendering View

本項目占地約21 258 m2，包括1 500 m2的服務中心、倒錐體螺旋觀景建筑物、人行天橋。

結構體系新穎的倒錐體螺旋鋼結構設計基準期50年，安全等級二級，抗震設防烈度為6度（0.05 gal），場地類別Ⅱ類，Tg=0.35 s，抗震設防類別為丙類，地震分組為第一組。框架柱抗震等級為三級，其余構件為四級。

2 結構構成

倒錐體螺旋結構由32顆斜柱［1］、沿斜柱高度設置20道環向鋼棒拉桿、相互環繞的內外螺旋環道通過鋼板連接在斜柱上。

32顆斜柱柱底中心直徑40 m、柱頂中心直徑72 m的圓周均勻布置，斜柱向上往外傾斜，與水平成63°夾角。斜柱截面采用等寬變高度的箱型截面，底部～頂部截面為2 600×300×28×35～800×300×28×35。

斜柱面外即螺旋結構環向，沿柱高度方向有序設置20 道φ 30 預應力鋼棒拉桿，提高了斜柱面外穩定及結構整體性。

螺旋環道為彎扭構件，采用三角形空心梁概念，三角形三邊為12 mm 厚鋼板，在腔體內部設置縱向通長加勁肋、橫向加勁肋以解決鋼板局部穩定問題，確保螺旋環道具有足夠的強度和剛度。

螺旋環道直徑大、圈數多、長細比大，豎向剛度弱。根據建筑要求，且為了體現螺旋環道飄帶輕盈的效果，螺旋環道側壁與斜柱采用全偏心節點連接，環道與斜柱側壁間隙600 mm。通過鋼板伸入斜柱內、伸入三角形空心梁內，將螺旋環道懸挑連接在斜柱兩側或置于柱頂。……