[分享]天津高银117巨柱小记

天津高银117大厦位于天津西青区高新技术产业园，总建筑面积约为83万平方米。其中：大厦塔楼地下3层，地上117层，结构高度597米。工程是由甲级写字楼为主、超五星级豪华酒店、观景台、特色酒吧、精品商业、屋面空中花园及其他设施为一体的大型超高层建筑。天津高银117大厦结构高度位居国内第一，世界第二，仅仅较哈里发塔低4m。抗震设防烈度为7.5度，是世界上抗震设防7.5度首个超过590m的建筑物，有多项技术难题属于国内首次遇到，甚至是世界上第一次遇到。

天津高银117采用了巨型支撑框架外筒+核心筒结构体系，外框结构所承受的侧向荷载极大，主要为侧向风荷载和侧向地震荷载，这两个作用同时控制着整个塔楼的结构设计，这两个作用最终使巨型支撑框架承受了巨大的荷载。巨柱布置在建筑的四角，决定整个大楼的安危，单柱截面积超过45平方米，是世界上首个超过30平方米的柱子，房屋建筑工程上之前尚未有过这么大截面的巨柱，难点中的难点自然而然就变成了四个巨型柱的设计。巨柱自身面临着极其严峻的挑战，主要集中在对其承载力、延性、耗能、防火、施工等方面。本项目巨柱抗压承载力约20.5万吨力，约相当于4个辽宁号航空母舰的重量。在抗震时，该巨柱必须有较大的耗能能力，对其要求有较高的延性，不能导致脆性破坏，才能保证地震来临时，把地震输入能量顺利的耗散出去。另外，自从美国911事件以来，对主要结构构件的防火能力也提出了更高的要求，巨柱作为牵一发而动全身的最重要构件，这就必须要保证巨柱同样有很高的抗火能力。在具有以上能力的同时，巨柱还必须能够满足施工的要求，例如易吊装性，易于加工等。面对如此多的挑战，如何设计好巨型柱就成为了此栋超高层设计中的关键，也是超高层设计成败的决定因素。

多边多腔钢筋混凝土柱是在以上类型的柱截面基础上发展而来，相比而言又有以下优点：对超大型截面，采用多腔体，有效分割了混凝土截面的尺寸，避免大体量的钢筋混凝土出现，多腔对混凝土形成复合周边约束，提高了对混凝土的周边约束力，也提高了巨柱整体的延性，对抗震更为有利。截面形式为多边形，能较好的贴合建造外边线的造型，也便于同伸臂桁架、腰桁架的连接。多腔内部设置钢筋笼，相当于形成额外的混凝土芯柱，在控制内部混凝土的连接性、提高柱截面承载力的同时，进一步提高柱的延性，在外筒钢管壁局部屈服后，芯柱仍有很高的承载力。当然，该技术也有缺点，主要是设置多腔后，混凝土的浇筑振捣施工难度增大，对混凝土流动性要求较高；设置钢筋笼芯柱后，对施工工艺要求较高，需要组织精心施工。

目前城市空间越来越紧凑，用地更为紧张，在有限的空间里如何创造更有效、更舒适的工作、生活空间是建筑师、工程师面临的巨大挑战，同时也是更好机遇。为满足多样化的需求和更高的空间利用率，目前的城市中心区建筑越来越多的向高空、复杂体型发展。超高层建筑、异形建筑如雨后春笋般蜂拥而至。据统计，目前全球超过250米的超高层建筑中，有53%的建筑在中国（文献），中国已事实上成为了超高层建筑蓬勃发展的热土。中国是一个多地震国家，支撑超高层建筑的骨架，除了必须要有极高的承载力，还必须要有极好的抗震能力。而多边多腔钢管钢筋混凝土巨柱在能提供极高的承载力的情况下，还能有较大的变形能力，充分满足了超高层建筑对承载、抗震的双重要求；另外，多边多腔钢管钢筋混凝土巨柱的外轮廓不限于传统的圆形、矩形，更可结合建筑的外边线来设计截面形状，与建筑外形贴合度较好。多边多腔钢管钢筋混凝土柱堪称工程界智慧的结晶，其以极高的承载力、抗震能力及较好的建筑贴合度，为超高层建筑的性能提高提供了更优越的解决方案，以后必定是超高层建筑骨架的重要技术支撑，也将是超大截面巨柱发展的核心方向之一。

该技术已经推广应用到中国尊等地标性超高层建筑物中。在未来，随着人类的不断更高要求，该技术将有更多的用武之地。