第十七届全国高层建筑结构学术会议论文2 0 0 2年哈尔滨市第一个钢管混凝土高层建筑的经济比较及工程特点赵恒忠 周逢源 马宇 ( 黑龙江邮电规划设计院，哈尔滨 1 5 0 0 8 0 )刘景文 2( 哈尔滨煤炭设计研究院，哈尔滨 1 5 0 0 0 1 )摘 要:简要介绍了 采用钢管混凝土框架柱的经济效果、构造特点和一些设计方法。全楼 1 0 根钢管混凝土 柱总造价约3 7 9 万元，如设计成钢筋混凝土柱时， 总造价为3 5 7 万元， 但由 于柱截面的减少，增加了使 用面积 3 1 5 . 7 m 。按6 0 0 0元/ 萨计算，获得直接利益 1 5 8万元。 此外， 采用了钢管混凝土柱，加快了施工速度，节约了大量混凝土，减少了结构自重，对抗震有利。关 ， 词 : 通 信 枢 纽 4 , ” 混 凝 ” 层 建 s Y 经 济 比 气 14 AE c o n o m i c c o m p a r i s o n a n d e n g i n e e r i n g p r o p e rt i e s o f 1 C F S Tt a l l b u i l d i n g i n H a r b i nZ H A O H e n g - z h o n g Z H O U F e n g - y u a n ( 1 . H e i l o n g j i a n gI nst l tu记 1 5 0 0 01P o s t a n d T e l e c o m d e v i s e r , H a r b i n 1 5 0 0 0 1L I U J i n g - w e n g ,c h i n a ;2 . H a r b i n C o a l P e s i g n i n gI n s t i t u t e 1 5 0 0 0 1 ,c h i n a )Th e e c o n o mi c a l e ffe c t s， s p e c i fi c p r o p e rt i e s a n d s o m e e x p e r i m e n t s a re i n t ro d u c e d i n t h i s p a p e r . 1 0 C F S T c o l u m n s c o s t a b o u t 3 . 7 9 m i l l i o n y u a n , w h i l e R C c o l u m n s c o s t a b o u t 3 . 5 7 m i l l i o n y u a n . B u t o w in g t o t h e c ro s s - s e c t i o n o f c o l u m n s i s d e c r e a s e 氏 t h e e m p l o y m e n 宜 a re a i s in c re a s e d b y 3 1 5 . 7 m , i t s c o s t i s 6 0 0 0 y u a n / m Z . H e n c e , t h e d i re c t l y e c o n o m i z e d c o s t re a c h e s 1 . 5 8 m i l l i o n y u a n . I n a d d i t i o n , o w i n g t o u s e C F S T c o lu m n s , t h e c o n s t r u c t i o n p i c k e d u p s p e e d , s a v e d p l e n ty o f c o n c re t e , a n d b e c a m e l i g h t e r , w h i c h h e l p e d t o r e s i s t t o e a r th q u a k e . K e y w o r d s : T e l e c o m m u n i c a t i o n C e n t e r b u i l d i n g , t a l l b u i ld in g , c o n c r e t e f i l l e d s t e e d t u b e , e c o n o m i c c o m p a r i s o n，p r o p e r ty黑龙江省联通公司哈尔滨市分公司电信枢纽楼是哈尔滨市及东北地区第一 个钢管混凝土高层建筑，属于框架剪力墙结构体系，框架柱采用了钢管混凝土 柱 ， ，按照规程2 设计。赵恒忠.男。1 9 6 0 . 3 出生。高工一 8 1 4一第十七届全国高层建筑结构学术会议论文2 0 0 2年1 工程概况工程位于哈尔滨市南岗区商业中心， 及剖面图，属于双塔形高层 建筑。南塔楼为公寓楼，2 9面临红军街，建筑物四周为道路，图 1 是总平面层，高 l o o m;北塔楼为黑龙江省联通公司哈尔滨市分公 司的电信枢纽楼，3 5层，高 1 4 9 m;中部为 7层裙房，将 南北塔楼联成一体，建筑面 积总 计86000m o南塔公寓楼系钢筋混凝 土框支剪力墙结构体系;北 塔楼为联通电信枢纽楼采用 框架剪力墙结构体系，建筑 面积约 3 5 0 0 0 m 2 。抗震设防烈 度为 6度，墙与框架抗震等级为二级。a图 1F i g . 1总平面及剖面图P l a n a n d s e c t i o n 图 2为联通电信枢纽楼标准层结构平面图。平面型式是将等腰三角形的三个角切角而形成。等腰的左右侧对称设置两。鹦策 孚 不汤 个剪力筒，中部由钢管混凝土 柱及钢筋混凝土梁板组成现浇 框架剪力墙结构体系，基础型 式为群桩和整浇厚板组成的桩筏基础。框架柱网9 m X 9 m .采用 钢管混凝土柱自 地下三层到结 构顶部，截面改变五次，如图 3 所示。在图 3中同时给出了 如设计成钢筋混凝土柱时，截 面5次改变的示意图，以便于 对两种柱子作经济对比。图2枢纽楼标准层结构平面图 F i g . 2 P l a n o f s t a n d a r d s t o r y o f T e l e c o m m u n i c a t i o nce nter一 8 1 5一第十七届全国高层建筑结构学术会议论文2 0 0 2年2柱子经济比较卜一一 -一以2 . 1 底层柱子程序分析得出最底层柱子 在柱脚部位的最大轴力设计值 为3 7 1 0 6 k N , 弯矩设计值为2 3 . 0 k N . m ,剪力设计值为 1 4 . 2 k N , 钢管混凝土柱采用截面为小 1 0 0 0 X 2 0 , Q 3 4 5 钢材和C 6 0 混 凝土。 如为混凝土柱时， 应取 轴压比0 . 8 ,截面为1 4 5 0 m m X 1 4 5 0 m m 。 两种柱子各1 0 根， 所用图3 柱截面变化示意图 F i g . 3 S k e t c h o f c r o s s - s e c t i o n c h a n g e f o r c o l u m n s 材料按当 地预算价格计算， 底层十根钢管混凝土柱的造价为6 4 8 5 0 元，十根钢筋混凝土柱 的 造价为9 7 8 4 8 元: 采用钢管混凝土柱将降 低造价3 2 9 9 8 元， 比 钢筋混凝土柱节约资金3 4 % 0对两种型式柱的截面面积比较，得到钢管混凝土柱截面面积小于钢筋混凝土柱截面 面积，其值为 2 0 . 3 - 7 . 8 5 = 1 2 . 4 5 m 2 ，由 此增加的使用面积按每平方米 6 0 0 0元计，增益值 为 7 4 7 0 0 元。采用钢管混凝土柱时，底层直接获利将为1 0 7 6 9 8 元，见表 1 ,表 1盈雇层两种林0济E H 劝指坛 .蓄钢管混凝土柱钢筋混凝土柱底层柱内力 ( k N, k N. m)冲3 7 06 M 户 2 3 M 厂 9v 产 5 月 V 厂1 4N 4 2 7 6 3 M 冲5 之 M ， = 1 3V 户 8 . IV 厂 1 Z混凝土强度C6 0C6 0钢材Q 3 4 5I I ( 纵筋) 、I( 箍筋) 钢 柱截面D = 1 0 0 0 ( 壁 厚2 0 )a x b = 1 4 5 0 x 1 4 5 0 ( 按轴压比0 . 8 计) 底层柱用钥盘5 . 5 T2 . 3 T 底层混凝土用钢t3 5 .3 耐9 4 . 6 m 底层柱面积之和7 . 8 5 m2 0 . 3 澎增加的使用面积所获 得的经济效益( 2 0 . 3 - 7 . 8 5 ) x 6 0 0 0 = 7 4 7 0 0 元当地预算价格混凝土:3 5 . 3 x 7 3 0 x 1 .3 = 3 3 5 0 0 元 钢管:5 . 5 x 5 7 0 0 = 3 1 3 5 0 元一 一 W Wn-一混凝土:9 4 . 6 x 7 3 0 x 1 . 3 = 8 9 7 7 5 元 钢筋:2 . 3 x 2 7 0 0 x 1 .3 = 8 0 7 3 元9 7 8 4 8 元一 直接获利7 4 7 0 0 + 9 7 8 4 8 - 6 4 8 5 0 = 1 0 7 6 9 8元一 8 1 6一第十七届全国高层建筑结构学术会议论文2 0 0 2年 2 . 2 全楼柱子经济比 较全楼共 3 8 层 ( 其中3 6层为钢管硷柱) ，两种柱子沿高度的截面变化见图 3 .表 2列 出了按当地预算价格两种柱子的造价:钢管混凝土柱为 3 7 9 2 9 4 4元，钢筋混凝土柱则为 3 5 7 3 2 0 0元。这一结果和底层柱的情况相反，原因是在 2 4层以上钢管混凝土柱按内力设计时，截 面可以变小，但由于和钢筋混凝土楼盖梁相连的构造要求，截面不能太小，因而加大了柱 子截面 ( 为增加楼层净高，钢筋混凝土梁采用5 0 0 m m X 7 0 0 m m 扁梁，由 此增加了一些材料 用量 ) 。但是，采用钢管混凝土柱后，增加了纯使用面积 3 1 5 . 4 m ，按6 0 0 0 元/m “ 计算。最 后，采用钢管混凝土柱获得的直接利益 1 5 8 0 7 3 6 元整。表2全楼两种柱经济比较指标T a b l e . 2 E c o n o m i c c o m p a r i s o n o f C F S T c o l u m n s w i t h R C c o l u m n s f o r w h o l e b u i l d i n g s 蓝钢管混凝土柱钢筋混凝土柱混凝土强度C6 0C 6 0钢材Q 3 4 5I I ( 纵筋) 、I( 箍筋)钢总混凝土用量9 7 5 . 6 m2 2 1 9 之 m总用钢量5 0 3 T41 8 T柱占面积之和2 3 3 . 7 m25 3 3 . 8 m 增加的使用面积所获 得的经济效益( 5 3 3 . 8 - 2 3 3 . 7 ) x 6 0 0 0 = 1 8 0 0 4 8 0 元当地预算价格混凝土:9 7 5 .6 x 7 3 0 x 1 . 3 = 9 2 5 8 4 4元 钢管:5 0 3 x 5 7 0 0 = 2 8 6 7 1 0 0元3 7 9 2 9 4 4元一混凝上:2 2 1 9 . 2 x 7 3 0 x 1 . 3 = 2 1 0 6 0 2 0元 钢筋:4 1 8 x 2 7 0 0 x 1 .3 = 1 4 6 7 1 8 0 元侧S ? 竹2 6 0 幼卜- 直接获利1 8 0 0 4 8 0 + 3 5 7 3 2 0 0 - 3 7 9 2 9 4 4 = 1 5 8 0 7 3 6元2 . 3 其它经济效益除上述采用钢管混凝土柱后获得的直接经济效益外，尚