1工程概述華策國際大廈是珠海橫琴新區的標誌性建築之一，建築方案源於雙塔V字造型的自由流動線條，配上先進的夜色光影設計，似水川流不息，似蝶展翅飛翔，妖嬈多姿的光與影，與珠澳夜色相輝相映，給人以強烈的視覺衝擊。建築專業由Gensler建築設計事務所完成初步設計，建築專業施工圖設計和結構專業設計由廣東省建築設計研究院獨立完成。項目佔地面積約為1.4萬平方米，總建築面積約為11.2萬平方米，地下5層，地上由26層和15層兩座塔樓及4層裙樓組成，7~10層設有連接通道，是集辦公、會議、會展、研發和商業於一體的國際5A級智能化綜合寫字樓。工程效果圖見圖1，剖面圖見圖2。
圖1 工程效果圖及實景
圖2 剖面圖
2新技術應用背景
因項目所在地實際用地面積有限而規劃停車位數量較多，設置了5層約24m深地下室，為珠海第一坑。支護及工程樁施工難度大，佔用工期超過一年半。業主開發投資大，對工期要求緊，在施工圖完成、工程樁、支護樁完成且土方開挖已完成1/3的情況下，業主對工程進度提出了新的要求，期望短時間內塔樓能去到一定高度，達到預售節點，提前收回部分成本。
原設計為常規鋼框架-混凝土核心筒，施工為正作法，針對甲方對工程進度提出的新要求，在修改設計及施工調整中必須得采用一些新技術、新思路才能實現預期目標。
根據當時工程實際情況，按常規正作施工方法顯然無法滿足要求，全逆作法在當時條件已不可行，半逆作法是實現目標的有效途徑。另外上部結構施工進度受多種因素制約，既受場地、天氣等客觀條件的影響，也與結構形式、施工組織等有關。其中後者是可以通過調整優化加快施工進度的。採用裝配式的設計和施工，既符合國家政策導向，又能大大加快施工速度，在總體造價可控條件下，不失為一種理想選擇。
經過建設、設計、施工及監理多次論證，並召開專家論證會，確定了採用局部先行的半逆作法施工，塔樓核心筒採用裝配式結構形式，塔樓外框架仍沿用鋼管混凝土柱、H型鋼樑和鋼筋桁架樓承板的形式不變。
3裝配式的密式異型短肢鋼板牆核心筒
裝配式高層建築中，剪力牆為必不可少的承重及抗側構件，現有裝配式剪力牆主要有預製鋼筋混凝土剪力牆、純鋼板剪力牆和鋼板混凝土組合剪力牆。預製鋼筋混凝土剪力牆重量大，運輸安裝難度大；純鋼板剪力牆僅能提供抗側剛度，不宜作為豎向承重構件，抗火能力弱；鋼板混凝土組合剪力牆克服了上述兩種剪力牆的缺點，較適宜應用於裝配式高層建築中。
常規鋼板混凝土組合剪力牆作為組成構件應用於核心筒中，一般因抗側剛度的需要，牆肢比較長，根據運輸及吊裝要求需水平方向分段，現場吊裝就位後再焊接成整肢，豎焊縫施工難度大；如果較長牆肢的高度過高且無水平支撐，牆肢由於澆築混凝土擠壓作用及本身自重，變形將難以控制，這就決定了核心筒施工先於樓層結構不能太多；牆肢過長不可避免需在牆肢上開設備洞口，構造也很複雜。
為克服現有鋼板混凝土組合剪力牆核心筒的不足，裝配式的密式異形短肢鋼板牆（簡稱鋼板牆）核心筒應運而生。該核心筒由異型短肢鋼板牆、連梁和樓層板組成。鋼板牆為鋼板混凝土組合剪力牆形式，牆肢較短，一般不超過3m；連梁為矩形鋼管混凝土組合梁；樓層板一般為鋼筋桁架樓承板或壓型鋼板組合板。其中鋼板牆可採用高強螺栓分節組合連接，牆體端部設有鋼管混凝土暗柱，牆體形狀可以為一字形、T形、L形、十形或對應的弧形。本工程鋼板牆標準單元如圖3所示，西塔核心筒結構平面圖如圖4所示，鋼板牆核心筒結構施工現場實景如圖5所示。
將短肢鋼板牆引入核心筒，實現了核心筒的裝配式，併為核心筒逆作法開闢了新途徑。
△鋼板牆身工廠加工圖
△密式異形短肢鋼板牆核心筒
△豎向構件吊裝圖
圖5 鋼板牆核心筒結構施工現場實景
4局部先行的半逆作法設計施工局部先行的半逆作施工方法是結合當時工程實際提出來的，即完成塔樓土方開挖及塔樓柱、鋼板牆部分的承臺後，開始吊裝並拼接塔樓的豎向構件直到首層，將首層作為逆作平臺，率先施工首層梁、板結構，以形成兩座塔樓穩定的連接體系，同時加強塔樓向上施工到預定樓層後整體結構的抗傾覆能力，達到預售節點要求的樓層數後開始同時施工地下室及塔樓剩餘樓層，如圖6，7所示。
具體步驟如下：1）澆築底板及以下承臺混凝土，安裝鋼管定位器；2）分節吊裝鋼管柱，同時安裝柱間拉梁（臨時），澆築鋼管內混凝土，至基準層（首層）；3）施工首層鋼結構平面；4）以首層為基準層，施工塔樓至預定樓層；5）同時開展地上和地下結構施工[6]。
局部先行半逆作法的實施需設計與施工緊密配合，應根據施工進度計劃做整體結構抗傾覆驗算及豎向構件的穩定驗算，同時要根據實際情況做好模擬施工，確保構件計算結果貼合實際工況。
圖6 半逆作法施工示意圖
△地上塔樓施工過程
△連廊施工
圖7 塔樓封頂、地下室施工現場圖
5關鍵節點——箱形梁與鋼管混凝土柱連接新型節點工程的關鍵節點包含：箱形梁與鋼管混凝土柱連接新型節點、矩形鋼管混凝土連梁與鋼板牆連接節點、地下室密肋樓蓋與鋼板牆連接節點，此處僅介紹了箱形梁與鋼管混凝土連接新型節點，更詳細的內容詳閱《建築結構》14期期刊。
箱形截面同H型截面一樣，均是以抗彎、抗剪為主的梁構件理想截面，箱形截面相較H型截面有更好的抗軸壓和抗扭能力；鋼管混凝土柱由於其強度高、抗震性能好等優點，在高層、超高層建築結構中得到了廣泛的應用。鋼樑與鋼管混凝土柱連接節點是工程設計與施工的關鍵，節點構造上一般採用栓焊組合，即翼緣與鋼管混凝土柱環板坡口焊，腹板與鋼管混凝土柱通過連接板螺栓連接。
對於採用栓焊組合的箱形鋼樑與鋼管混凝土柱節點，其傳統施工方法較H型鋼樑多了道工序，即需要在箱形鋼樑上翼緣上開孔以便於腹板的螺栓安裝，螺栓安裝完成後再封閉上翼緣孔洞，這種傳統的節點做法施工操作困難，而且節點區作為樑柱受力最為關鍵部位，開孔後再封閉勢必對節點造成一定的損傷，如此施工方法的質量也不易保證[6]。
對現有常規箱形鋼樑與鋼管混凝土柱的栓焊連接節點稍作改進，即可實現翼緣免開孔。節點構造如圖8，9所示，橫向加勁肋8、螺栓、翼緣焊縫（若要實現剛接）為現場操作，其中螺栓初擰就位後再將橫向加勁肋8焊接就位，然後再完成螺栓的終擰，以實現箱形鋼樑與鋼管混凝土柱腹板的連接。
圖8 箱形鋼樑與鋼管混凝土柱連接節點構造
圖9 箱形鋼樑與鋼管混凝土柱連接節點現場實景
△地下室密肋樓蓋與鋼管柱連接柱帽節點
△矩形鋼管混凝土連梁節點
△連梁鋼板牆節點
6結論
通過對華策國際大廈系列新技術的應用實踐，得到以下結論：
（1）採用標準化的短肢鋼板牆構件，大部分工作可以在工廠完成，基本消除了現場豎焊縫，塔樓施工實現零模板，大大加快了地上結構施工進度，較常規結構每層可節省2~3d的時間。短肢鋼板牆、矩形鋼管混凝土連梁和鋼筋桁架樓承板共同組成裝配式的密式異型短肢鋼板牆核心筒，為核心筒的逆作開闢了新途徑。
（2）局部先行半逆作施工方法的應用，較常規正作施工方法節省工期6個月，達到了業主的預售時間節點要求，產生的直接經濟效益約2500萬元。
（3）箱形鋼樑與鋼管混凝土柱、密肋樓蓋與鋼板牆連接新型節點的應用，避免了類似構件傳統節點形式的諸多弊端，提高了節點的安全可靠度。
（4）華策國際大廈主體結構工程早已完成，各方面表現良好，目前正在進行機電及外幕牆安裝。施工過程中便吸引了大量同行前來參觀學習，主體工程通過了全國綠色施工示範工程、全國裝配式建築科技示範工程、廣東省新技術應用示範工程評審，設計及施工過程中應用的系列新技術可為類似工程提供參考。
參考文獻
[1] 華策國際大廈超限設計可行性報告[R]. 廣州：廣東省建築設計研究院，2016.
[2]鋼板剪力牆技術規程：JGJ/T 380—2015 [S]. 北京：中國建築工業出版社，2015.
[3]聶建國，陶慕軒，樊健生，等. 雙鋼板-混凝土組合剪力牆研究新進展[J]. 建築結構，2011，41（12）：52-60.
[4]任重翠，徐自國，田春雨，等. 鋼板組合剪力牆在廣州東塔伸臂桁架區中的應用與分析[J]. 建築結構，2013，43（16）：58-62.
[5]張立平，徐衛，黃瑞瑜. 華策國際大廈結構修改設計[J]. 建築結構，2016，46（21）：46-50.
[6]張立平，陳星，徐衛. 華策國際大廈結構關鍵技術[C]//第十七屆全國現代結構工程學術研討會論文集，2017，1279-1285.
本文來自《建築結構》雜誌文章：2018年第14期，題目：《華策國際大廈裝配式逆作法新技術應用》，作者：張立平,羅赤宇,徐衛（單位：廣東省建築設計研究院）。
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