375.5米广商中心将成中国最高全钢结构建筑，创新技术引领超高层建设

375.5米广商中心将成中国最高全钢结构建筑，创新技术引领超高层建设

广州广商中心项目正在如火如荼地建设中，这座高达375.5米的超高层建筑，不仅将成为中国最高的全钢结构建筑，还将刷新世界最高偏置筒体全钢结构超高层建筑的纪录。该项目采用巨型框架（钢管砼柱）-钢支撑+偏心支撑结构体系，主体塔楼用钢量约5万吨，其创新技术和绿色建筑理念，为混凝土超高层建筑树立了新的标杆。

混凝土超高层建筑因其高度和复杂性，需要特别的结构设计和施工技术来确保其安全性和可靠性。本文将详细介绍混凝土超高层建筑的结构体系，以及最新的技术应用和突破。

混凝土超高层建筑的结构体系主要包括框架结构、核心筒结构和桥架结构。这些结构体系的选择和设计，直接影响到建筑的安全性、经济性和施工难度。

框架结构是超高层建筑中最常见的结构体系之一，主要由柱、梁和楼板组成，形成一个空间框架来承受垂直和水平荷载。在混凝土超高层建筑中，框架结构通常采用钢管混凝土柱，以提高承载力和抗震性能。

核心筒结构是超高层建筑中另一个重要的结构体系，通常位于建筑的中心位置，由电梯井、楼梯间和设备管道等组成。核心筒结构不仅承担垂直荷载，还是抵抗水平荷载（如风荷载和地震荷载）的主要结构。在混凝土超高层建筑中，核心筒结构通常采用钢筋混凝土剪力墙，以提供足够的刚度和承载力。

桥架结构是连接核心筒和外围框架的重要结构，通常由桁架或斜撑组成。桥架结构可以提高建筑的整体稳定性和抗震性能，同时还能为设备管道提供通道。

在实际工程中，这些结构体系往往需要根据建筑的具体需求和条件进行优化设计。例如，在一个149米高的研发办公楼项目中，通过将部分梁端连接方式从铰接改为刚接，成功改善了结构的整体刚度和位移比，为后续的优化工作提供了基础。经过逐层优化后，方钢管混凝土柱的截面、壁厚，外框梁的翼缘厚度均有显著减小，在满足规范要求并合理安全余度的情况下，仅模型优化节省成本约2200万元。

在混凝土超高层建筑中，泵送混凝土技术是实现高楼大厦的关键。C80超高层泵送混凝土的推出，打破了传统混凝土在施工过程中的一系列技术瓶颈。然而，C80混凝土仍面临黏度过大、自密实性不足以及随着时间推移损失快等挑战，这导致了施工中出现泵送压力过高、管道爆破和堵管等问题。

为了解决这些问题，研究人员通过优化配合比和减水剂设计，成功改善了混凝土的泵送性能。例如，通过固定胶凝材料用量，分析不同骨料特性对混凝土泵送性能的影响，发现中砂和细砂的最佳搭配比为7:3，复合石的最佳比例为7:3，最佳砂率为46%。此外，高分散型聚羧酸减水剂的设计也是提升混凝土泵送性能的关键。采用异戊烯醇聚氧乙烯醚作为支链，通过与丙烯酸等共聚合，形成了高效的减水剂。

超高性能混凝土（UHPC）在超高层建筑中的应用前景广阔。UHPC具有高强度、高耐久性和优异的韧性，能够显著提高建筑的安全性和使用寿命。2023年中国UHPC研究与应用技术在不断扩大，应用场景包括风电塔筒、钢-UHPC组合梁、免拆模板等。UHPC研究的活跃度越来越高，加入研究的人员越来越多，研究向更大的广度和深度发展，加速了技术进步与积累，有力地支撑了UHPC工程应用、创新和产业发展。

广州广商中心项目是混凝土超高层建筑的典型案例。该项目位于广州市海珠区琶洲CBD核心区，总建筑面积约20万平方米，是国内在建最高的“全钢结构”超高层建筑。项目采用巨型框架（钢管砼柱）-钢支撑+偏心支撑结构体系，主体塔楼用钢量约5万吨。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。

项目团队通过技术创新和智能建造，成功克服了多项施工难题。例如，发明了“埋入式型钢巨柱脚”和“埋入式柱脚安装可调节装置”，形成了全钢内筒斜柱转换节点制作和安装技术。创新运用了磁吸式激光校准焊接机器人，提高了全钢巨柱焊接质量。此外，项目还首创了国内可调节下承式动臂塔吊支撑结构，解决了伸缩臂焊接自动化难题，实现了自主认缝、主动对中功能，焊接速度较人工方式提升30%，焊缝一次合格率由传统焊接的95%提高到99.6%。

项目全面践行绿色建造理念，从技术、施工、物资等方面节能创效，建筑无核心容积率达29.96%。运用BIM+物联网和“云+端”云平台，实现BIM模型、现场采集、专业协同等所有数据的云存储、云计算，应用端可随时随地调用数据信息。钢结构压缩变形调控及应力监测、5G智慧云平台、智能鹰眼安全巡视、大型设备智能监控系统等智能手段，实现了在现场多种场景的应用，协助管理人员有效决策和精细化管理。

随着城市化进程的快速推进，超高层建筑的需求将持续增长。混凝土超高层建筑的结构设计和施工技术也将不断创新和发展。例如，C80超高层泵送混凝土的成功应用，为更高建筑的建设提供了可能。UHPC的研究和应用，将为建筑的安全性和耐久性带来革命性的提升。此外，智能建造和绿色建筑理念的深入发展，也将推动混凝土超高层建筑向更加安全、高效和环保的方向发展。

总之，混凝土超高层建筑的结构设计和施工技术是其安全性和可靠性的重要保障。通过不断创新和优化，我们相信未来的建筑行业将能够建造出更高、更安全、更环保的超高层建筑，为城市的发展和人民的生活带来更多的便利和美好。