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简介（作者编辑）：_广州广商中心超高层偏置筒体复杂钢结构设计.pdf
摘要（系统识别）：
第49卷第13期
建筑结构
Vol.49 No.13
2019年7月上
Building Structure
Jul.2019
D0I:10.19701/j-jzjg.2019.13.003
广州广商中心超高层偏置筒体复杂钢结构设计
陈晋，张凯任，
邓·朗奇，海莉·阿特本，马克思·库珀，万天舒，
(美国S0M建筑结构事务所，芝加哥60604)
摘要]广州广商中心塔楼的冠顶高度为375m,塔楼按偏置筒体布置，采用钢管混凝土巨柱外框、巨型钢斜撑、带
状钢桁架和偏心支撑钢框架的复杂钢结构体系，建成后将成为中国最高的钢结构超高层。塔楼结构体系的主要特
点包括：中部4根柱在第7层倾斜转换到地面层、周边普通柱由两道带状桁架转换、外围抗弯框架和巨撑不在同一
平面、楼板不连续等。结构中存在多项超限或者抗震不利的特征，设计过程中采用了基于性能的抗震设计思想。
通过提高转换部位构件的性能目标、多轮风洞测试、优化节点设计、非线性施工模拟等措施，使整个结构体系高效
而优化。另外，风致舒适度、施工可行性等方面的优化具有明显的综合经济效益，成功降低了结构总造价。
[关键词]超高层结构：钢结构：巨柱；巨撑；偏心支撑；转换；偏置筒体
中图分类号：TU318
文献标识码：A
文章编号：1002848X(2019)13001309
Steel structural design of complex offset core super high-rise building of Guangzhou
Chamber of Commerce
Chen Jin,Chang Kevin,Dane Rankin,Hailey Arterbum,Max Cooper,Wan Tianshu,
Ding Han,Liu Wandi
(Skidmore,Owings Merrill LLP,Chicago 60604,USA)
Abstract:The crown top of Guangzhou Chamber of Commerce tower is 375m high,and the tower adopts offset core layout.
The tower structural system is one complex steel system consisting of concret filled tube (CFT)mega columns,mega steel
diagonals,steel belt trusses and eccentically braced steel frames.When completed,the building will be the tallest steel
super high-rise building in China.The major features of this tower's strucural system includes:four middle columns sloping
transfered at level 7 down to ground floor,the perimeter regular columns tranfered by two belt trusses,the mega diagonals
detached from the perimeter frame,slab discontinuity and etc.Considering many over-limit irregularity items and
disadvantage features for seismic design,the performance base seismic design was perfommed at the design procedure.The
whole structurarl system is highly efficient and optimized by enhancing the seismic performance targets for the members at
tranfer zone,adopting multiple rounds of wind tunnel testing,optimizeing critical connection details and considering the
nonlinear construction sequence analysis.Meamwhile,optimizing the wind induced acceleration and constructability has
great economic efficiency and successfully reduce the structural cost.
Keywords:super high-rise structure;steel structure;mega column;mega diagonal;eccentrically braced frame;transfer;
offset core
工程概况
属于高度超限的结构，在初步设计阶段进行了超限
广州广商中心办公楼（简称广商中心）位于广
高层建筑工程抗震设防专项审查。根据目前国内外
州市番禺区琶洲岛中部，珠江南岸，项目北侧为双塔
钢结构的项目统计情况，本项目完工后，将成为中国
路，东侧为海洲路，南侧为琶洲南大街，西侧为规划
最高的钢结构超高层建筑，以及世界最高的筒体偏
道路。广州广商中心地上建筑面积为17.7万m2,
置布置的钢结构建筑。
地上共61层，塔楼冠顶高度为375m,结构屋顶高度
塔楼的建筑面积超过8万m?,抗震设防类别为
为338m。地下室建筑面积为3.3万m2,共5层。
重点设防类（乙类），结构安全等级为一级，地基基础
建筑效果图如图1所示。塔楼平面外轮廓尺寸约为
设计等级为甲级。抗震设防烈度为7度回，设计基本
57m×49.5m,长边沿东西向，短边沿南北向。
加速度为0.10g,设计地震分组为第一组，场地类别为
塔楼采用钢结构。根据《高层民用钢结构技术
Ⅲ类，场地特征周期为0.45s,小震阻尼比取0.02。
规程》(JG99一2015)0（简称钢高规）规定，带支
作者简介：陈晋，硕士，美国注册结构工程师，注册职业工程师，
撑钢框架结构在7度区的高度限值为240m,故塔楼
Email:jin.chen@som.com.
(C)1994-2019 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
14
建筑结构
2019年
50年一遇基本
刚度。巨撑与普通框架和带状桁架不在同一个面
风压为0.50kN/m2,
内，从而避免了重力荷载直接传递到巨撑中。位于
场地地面粗糙度为
角部两个巨柱之间的钢梁在地震作用下将发挥类似
C类，由于塔楼高度
于偏心支撑耗能梁的“保险丝”的作用，如图3所
很高，塔楼角部为圆
示。结构外围巨柱间的抗弯框架采用钢梁及钢柱；
角，业主聘请了广东
角部巨柱采用钢管混凝土柱，在地震作用下有良好
建筑科学研究院进
的延性，其较高的刚度也有利于提高塔楼整体结构
行了风洞测试。由
效率。
于塔楼体型整体较
巨撑外框、内框、偏心支撑框架以及偏置筒体框
规整，风洞测试结果
架协同作用，将竖向及水平荷载传至基础，进而通过
与规范计算结果基
筏板和嵌岩桩传至地基。
本一致。
塔楼中的钢管混凝土巨柱以及其他钢管混凝土
2塔楼结构体系
柱的混凝土强度等级在底部为C80,上部为C70~
塔楼结构体系
C60,钢板采用Q390GJ和Q390钢材。巨型斜撑、偏
为偏置筒体带斜撑
图1广商中心建筑效果图
心支撑框架的支撑、大多数带状桁架构件采用
巨型框架钢结构。
Q390G钢材，带状桁架部分弦杆采用Q460G钢
由于建筑布置的需要，建筑核心筒被布置在塔楼
材，偏心支撑框架的钢梁采用Q345G钢材，大跨度
平面的西侧。为最小化塔楼结构的刚度偏心以及
主框架梁采用Q345G】和Q390GJ钢材，钢次梁采用
偏置核心筒所产生的扭转效应，核心筒采用钢结
Q345钢材。组合楼板中混凝土强度等级为C30,钢
构抗弯框架的结构形式，见图2。核心筒与邻近办
筋采用HRB400。
公区域的交界面采用具有优良抗震延性的钢结构
2.1巨撑外框和带状桁架
偏心支撑框架。机电管道可从偏心支撑的耗能梁
塔楼东面、南面及北面为带巨型钢斜撑的巨型
下通过，从而较好地实现了与机电专业的协调。
框架。两道带状桁架分别位于第4~6层（图4)以
塔楼的北面、东面及南面采用巨型框架，共8根
及34~35层的机电楼层。两道带状桁架的上下弦
巨柱布置在办公区的4个角，沿塔楼高度有2道带
杆采用了Q460GJ高强度建筑用钢。巨柱为长方形
状桁架与巨柱一起形成巨型框架体系。办公区域的
钢管混凝土柱，底部截面尺寸为4000×2000（核心
4根内部框架柱在第7层楼面处向角部倾斜，在第4
筒侧巨柱截面尺寸为2800×2600)，巨柱截面沿高
层楼面处分叉成两根斜柱，与角部8根巨柱在地面
度逐渐减小，到45层为1900×900,45层以上到屋
层相连接，这使得首层内部形成一个42m×46m的
顶巨柱采用箱形钢截面，由1900×900逐渐减小到
大跨度无柱空间。另外，在塔楼的北、东、南立面上
1900×600。维持1900mm的长边边长主要为巨撑
布置巨型斜撑（简称巨撑）以增强这3个面的侧向
的节点连接考虑。普通框架柱直接采用普通箱形钢
55250
①
12800
42450
塔楼
图2广商中心结构体系示意图
图3广商中心典型平面图
(C)1994-2019 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
摘要（系统识别）：
第49卷第13期
建筑结构
Vol.49 No.13
2019年7月上
Building Structure
Jul.2019
D0I:10.19701/j-jzjg.2019.13.003
广州广商中心超高层偏置筒体复杂钢结构设计
陈晋，张凯任，
邓·朗奇，海莉·阿特本，马克思·库珀，万天舒，
(美国S0M建筑结构事务所，芝加哥60604)
摘要]广州广商中心塔楼的冠顶高度为375m,塔楼按偏置筒体布置，采用钢管混凝土巨柱外框、巨型钢斜撑、带
状钢桁架和偏心支撑钢框架的复杂钢结构体系，建成后将成为中国最高的钢结构超高层。塔楼结构体系的主要特
点包括：中部4根柱在第7层倾斜转换到地面层、周边普通柱由两道带状桁架转换、外围抗弯框架和巨撑不在同一
平面、楼板不连续等。结构中存在多项超限或者抗震不利的特征，设计过程中采用了基于性能的抗震设计思想。
通过提高转换部位构件的性能目标、多轮风洞测试、优化节点设计、非线性施工模拟等措施，使整个结构体系高效
而优化。另外，风致舒适度、施工可行性等方面的优化具有明显的综合经济效益，成功降低了结构总造价。
[关键词]超高层结构：钢结构：巨柱；巨撑；偏心支撑；转换；偏置筒体
中图分类号：TU318
文献标识码：A
文章编号：1002848X(2019)13001309
Steel structural design of complex offset core super high-rise building of Guangzhou
Chamber of Commerce
Chen Jin,Chang Kevin,Dane Rankin,Hailey Arterbum,Max Cooper,Wan Tianshu,
Ding Han,Liu Wandi
(Skidmore,Owings Merrill LLP,Chicago 60604,USA)
Abstract:The crown top of Guangzhou Chamber of Commerce tower is 375m high,and the tower adopts offset core layout.
The tower structural system is one complex steel system consisting of concret filled tube (CFT)mega columns,mega steel
diagonals,steel belt trusses and eccentically braced steel frames.When completed,the building will be the tallest steel
super high-rise building in China.The major features of this tower's strucural system includes:four middle columns sloping
transfered at level 7 down to ground floor,the perimeter regular columns tranfered by two belt trusses,the mega diagonals
detached from the perimeter frame,slab discontinuity and etc.Considering many over-limit irregularity items and
disadvantage features for seismic design,the performance base seismic design was perfommed at the design procedure.The
whole structurarl system is highly efficient and optimized by enhancing the seismic performance targets for the members at
tranfer zone,adopting multiple rounds of wind tunnel testing,optimizeing critical connection details and considering the
nonlinear construction sequence analysis.Meamwhile,optimizing the wind induced acceleration and constructability has
great economic efficiency and successfully reduce the structural cost.
Keywords:super high-rise structure;steel structure;mega column;mega diagonal;eccentrically braced frame;transfer;
offset core
工程概况
属于高度超限的结构，在初步设计阶段进行了超限
广州广商中心办公楼（简称广商中心）位于广
高层建筑工程抗震设防专项审查。根据目前国内外
州市番禺区琶洲岛中部，珠江南岸，项目北侧为双塔
钢结构的项目统计情况，本项目完工后，将成为中国
路，东侧为海洲路，南侧为琶洲南大街，西侧为规划
最高的钢结构超高层建筑，以及世界最高的筒体偏
道路。广州广商中心地上建筑面积为17.7万m2,
置布置的钢结构建筑。
地上共61层，塔楼冠顶高度为375m,结构屋顶高度
塔楼的建筑面积超过8万m?,抗震设防类别为
为338m。地下室建筑面积为3.3万m2,共5层。
重点设防类（乙类），结构安全等级为一级，地基基础
建筑效果图如图1所示。塔楼平面外轮廓尺寸约为
设计等级为甲级。抗震设防烈度为7度回，设计基本
57m×49.5m,长边沿东西向，短边沿南北向。
加速度为0.10g,设计地震分组为第一组，场地类别为
塔楼采用钢结构。根据《高层民用钢结构技术
Ⅲ类，场地特征周期为0.45s,小震阻尼比取0.02。
规程》(JG99一2015)0（简称钢高规）规定，带支
作者简介：陈晋，硕士，美国注册结构工程师，注册职业工程师，
撑钢框架结构在7度区的高度限值为240m,故塔楼
Email:jin.chen@som.com.
(C)1994-2019 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
14
建筑结构
2019年
50年一遇基本
刚度。巨撑与普通框架和带状桁架不在同一个面
风压为0.50kN/m2,
内，从而避免了重力荷载直接传递到巨撑中。位于
场地地面粗糙度为
角部两个巨柱之间的钢梁在地震作用下将发挥类似
C类，由于塔楼高度
于偏心支撑耗能梁的“保险丝”的作用，如图3所
很高，塔楼角部为圆
示。结构外围巨柱间的抗弯框架采用钢梁及钢柱；
角，业主聘请了广东
角部巨柱采用钢管混凝土柱，在地震作用下有良好
建筑科学研究院进
的延性，其较高的刚度也有利于提高塔楼整体结构
行了风洞测试。由
效率。
于塔楼体型整体较
巨撑外框、内框、偏心支撑框架以及偏置筒体框
规整，风洞测试结果
架协同作用，将竖向及水平荷载传至基础，进而通过
与规范计算结果基
筏板和嵌岩桩传至地基。
本一致。
塔楼中的钢管混凝土巨柱以及其他钢管混凝土
2塔楼结构体系
柱的混凝土强度等级在底部为C80,上部为C70~
塔楼结构体系
C60,钢板采用Q390GJ和Q390钢材。巨型斜撑、偏
为偏置筒体带斜撑
图1广商中心建筑效果图
心支撑框架的支撑、大多数带状桁架构件采用
巨型框架钢结构。
Q390G钢材，带状桁架部分弦杆采用Q460G钢
由于建筑布置的需要，建筑核心筒被布置在塔楼
材，偏心支撑框架的钢梁采用Q345G钢材，大跨度
平面的西侧。为最小化塔楼结构的刚度偏心以及
主框架梁采用Q345G】和Q390GJ钢材，钢次梁采用
偏置核心筒所产生的扭转效应，核心筒采用钢结
Q345钢材。组合楼板中混凝土强度等级为C30,钢
构抗弯框架的结构形式，见图2。核心筒与邻近办
筋采用HRB400。
公区域的交界面采用具有优良抗震延性的钢结构
2.1巨撑外框和带状桁架
偏心支撑框架。机电管道可从偏心支撑的耗能梁
塔楼东面、南面及北面为带巨型钢斜撑的巨型
下通过，从而较好地实现了与机电专业的协调。
框架。两道带状桁架分别位于第4~6层（图4)以
塔楼的北面、东面及南面采用巨型框架，共8根
及34~35层的机电楼层。两道带状桁架的上下弦
巨柱布置在办公区的4个角，沿塔楼高度有2道带
杆采用了Q460GJ高强度建筑用钢。巨柱为长方形
状桁架与巨柱一起形成巨型框架体系。办公区域的
钢管混凝土柱，底部截面尺寸为4000×2000（核心
4根内部框架柱在第7层楼面处向角部倾斜，在第4
筒侧巨柱截面尺寸为2800×2600)，巨柱截面沿高
层楼面处分叉成两根斜柱，与角部8根巨柱在地面
度逐渐减小，到45层为1900×900,45层以上到屋
层相连接，这使得首层内部形成一个42m×46m的
顶巨柱采用箱形钢截面，由1900×900逐渐减小到
大跨度无柱空间。另外，在塔楼的北、东、南立面上
1900×600。维持1900mm的长边边长主要为巨撑
布置巨型斜撑（简称巨撑）以增强这3个面的侧向
的节点连接考虑。普通框架柱直接采用普通箱形钢
55250
①
12800
42450
塔楼
图2广商中心结构体系示意图
图3广商中心典型平面图
(C)1994-2019 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
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