01 圓管X型節(jié)點(diǎn)

隨著樓層的升高，圓柱截面變小，節(jié)點(diǎn)可劃發(fā)為3類。節(jié)點(diǎn)分叉角度約13度。相貫口長度約11m，跨越3層。相較西塔X型節(jié)點(diǎn)，開叉角度更小，相慣口更長，腰部更纖細(xì)（已經(jīng)小于原設(shè)計(jì)管徑）。盡管X型節(jié)點(diǎn)區(qū)域?yàn)榧訌?qiáng)層（腰桁架）區(qū)域，周邊有斜腹桿，4管匯交區(qū)域?yàn)樨Q向荷載的轉(zhuǎn)換點(diǎn)，因此需增加節(jié)點(diǎn)的可靠性。

節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)思路：（1）沿用廣州西塔X型拉板傳遞豎向荷載的設(shè)計(jì)思路；（2）節(jié)點(diǎn)腰部于纖細(xì)且上下管徑不同，也無法直接相貫對(duì)接。因此采用半錐管過渡，以實(shí)現(xiàn)豎向荷載的傳遞，同時(shí)也加大的交點(diǎn)匯交區(qū)的斷面尺寸（以第一類節(jié)點(diǎn)為例，相交區(qū)斷面尺寸由原來1200mm增加到1400m）。腰桁架上、下弦和腹桿相管與半錐管焊接更加簡(jiǎn)單。

 深圳信通金融大廈地下6層、塔樓地上33層，總高度161.73m，外框45mX45m，核心筒22.5mX22.5m，副樓地上5層；菱形斜交鋼網(wǎng)格外框架－鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)，核心筒與外框鋼結(jié)構(gòu)之間僅通過少數(shù)水平鋼梁及斜梁連接，樓板在本結(jié)構(gòu)體系中并未起到有效的協(xié)同作用，剛性樓板假定不適于本項(xiàng)目。

斜交網(wǎng)格結(jié)構(gòu)在建筑立面呈菱形，且沿各樓層尺寸統(tǒng)一，其邊長均為5.86m。斜撐構(gòu)件在F26層以下為箱型，其從下至上為B450×800×70×70~B425×425×27×27，鋼材從下至上依次為Q420GJ、Q390GJ、Q390；在F26層以上為工字型，尺寸為H350×425×25×20，材質(zhì)為Q390。

該項(xiàng)目與長沙A9項(xiàng)目不同點(diǎn)在于：（1）截面為矩形且立面為正正規(guī)規(guī)的盒式造型；（2）網(wǎng)格傾斜角度約45度，比較適中，外框架的抗側(cè)能力好于內(nèi)核心筒。

與常規(guī)高度外框架不同，網(wǎng)格本身平面內(nèi)剛度大且網(wǎng)格均為焊接連接，在施工過程中發(fā)現(xiàn)，桿件焊接收縮變形，拘束力巨大，因此合理的焊縫順序有利于減焊接殘余應(yīng)力。

深圳中信金融中心項(xiàng)目（方案階段）位于深圳灣超級(jí)總部基區(qū)域，T1和T2高度分別為312m和212m。

塔樓結(jié)構(gòu)采用斜交網(wǎng)格-核心筒結(jié)構(gòu)，其中鋼結(jié)構(gòu)工程包括斜交網(wǎng)格及環(huán)梁、樓層鋼梁、塔冠鋼框架，核心筒鋼骨柱等。斜交網(wǎng)格根據(jù)懸臂應(yīng)力跡線找形得到，稱為Machell truss。在結(jié)構(gòu)上比傳統(tǒng)的X型支撐更有效率，可大大減小用鋼量和截面尺寸。

斜交網(wǎng)格主要由角柱以及斜撐組成，50層以下斜交網(wǎng)格均內(nèi)灌混凝土，50層以上為鋼框架。其中角柱共有8根，分布于建筑的4個(gè)角部，同一角部的角柱間通過角部延性梁連接。角柱為異型截面柱，其截面尺寸隨建筑高度逐漸縮小，由1500x45mm變化至475x25mm，材質(zhì)均為Q345。斜交網(wǎng)格斜撐截面主要為箱型截面，截面尺寸包括B1100x1100x24x24至B500x500x25x24漸變，節(jié)點(diǎn)處板厚加大，在50層以下內(nèi)灌C60混凝土。

在建筑造型上實(shí)現(xiàn)天圓地方的效果，結(jié)構(gòu)平面由方形轉(zhuǎn)為圓形，立面沿高度方向逐漸內(nèi)收。盡管Machell truss抗側(cè)效率很好，其立面斜交網(wǎng)格由多個(gè)不規(guī)則四邊形組成，且其構(gòu)件截面形式均為箱型，同時(shí)角柱為異形截面。因此立面四桿交匯節(jié)點(diǎn)均不共面，相鄰節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的法線方向均不相同。

原節(jié)點(diǎn)概念設(shè)計(jì)如下圖所示。若當(dāng)桿件共面時(shí)是完美的，但六桿非共面，節(jié)點(diǎn)交匯時(shí)會(huì)存在大量的錯(cuò)邊。

撐網(wǎng)格上每個(gè)節(jié)點(diǎn)均由的四根桿件+環(huán)梁六桿交匯而成，節(jié)點(diǎn)均處于四個(gè)面a、b、c、d的相交，即節(jié)點(diǎn)相交處桿件非共面。因此節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)即要兼顧傳力的連續(xù)性，又要考慮矩形桿件交匯時(shí)空間位置的微小變化引起的錯(cuò)邊等問題。根據(jù)放樣發(fā)現(xiàn)有3種解決方案：

方案A節(jié)點(diǎn)平直，桿件彎扭以實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)端口不共面的轉(zhuǎn)換；

方案B節(jié)點(diǎn)彎扭，桿件平直。

方案C節(jié)點(diǎn)、桿件均平直非彎扭。在節(jié)點(diǎn)處連接錯(cuò)邊時(shí)，由厚端板過渡連接。

通分析A\B方案可知，方案A桿件均要做成彎扭桿，成本太大，且斜撐桿件沿軸線扭轉(zhuǎn)，會(huì)產(chǎn)生附加扭矩；方案B要求節(jié)點(diǎn)加工精度高，但成本相于A方案低很多。方案C采用厚端板過渡，在受力小的區(qū)域在成本和安全性上更加適用。最終我們認(rèn)為方案B更合適。

我們將該節(jié)點(diǎn)拆分為節(jié)點(diǎn)平直段及節(jié)點(diǎn)過渡區(qū)。其中節(jié)點(diǎn)平直段由鋼板縱橫交錯(cuò)，相當(dāng)于一個(gè)大箱梁；節(jié)點(diǎn)過渡區(qū)由彎扭板件組成箱形對(duì)接口；在節(jié)點(diǎn)區(qū)域?qū)⑾噜徆?jié)點(diǎn)的桿件非共面問題在節(jié)點(diǎn)區(qū)消化，桿件設(shè)計(jì)為正常的箱形桿件。

04 小結(jié)

通上4個(gè)項(xiàng)目案例分享了，不同平面，不同立面變化時(shí)，圓管和方型X型節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)思想。

（1）相同管徑的X型節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)思路推演出非等管徑的思路。

（2）當(dāng)立面收進(jìn)變化時(shí)，矩形X節(jié)點(diǎn)桿件交匯時(shí)，形成錯(cuò)邊，提出了相應(yīng)的解決思路。