一、工程概况
广州珠江新城西塔项目位于珠江新城，在广州新城市中轴线西侧，与广州新电塔隔江相望。项目占地31,085m2 ，总建筑面积约为448,736m2。其中，地下室4层，为商场，停车场，机电设备间，地下4层板面标高－19.1米；主塔楼地面以上103层，高432米，73层以下为写字楼及酒店服务楼层，层高4.5米，以上为高级酒店客房，层高3.375米;主塔楼建筑面积约250000m2 。
工程于2005年12月26日动工，先进行基坑支护及土石方工程；2006年9月完成施工图设计，2008年底主体结构封顶，2010年底竣工交付使用。
1.1、抗侧力结构体系
采用巨型钢管混凝土柱斜交 格外筒+钢筋混凝土内筒的筒中筒体系。69层以上，由于建筑使用功能的需要，取消了核心筒的内墙，仅保留部分核心筒外墙并向内倾斜，电梯井道移至核心筒外，形成巨型钢管混凝土柱斜交 格外筒+剪力墙结构体系。水平荷载（包括风荷载和地震作用）产生的倾覆力矩大部份由斜交 格柱外筒斜柱的轴力承担，基底剪力大部份由钢筋混凝土内筒承担
广州西塔修长挺拔，高宽比达6.5，平面为类三角形，外周边由六段曲率不同的圆弧构成；立面由首层至31层外凸，31层至103层内收，剖面外轮廓也呈弧线。西塔外周边共30根钢管混凝土斜柱于空间相贯，节点层间距离27m；73层以下每节点层间分6层，层高4.5m；其余分8层，层高3.375m。
广州西塔斜交 格外筒的组成包括：、竖向构件——以一定角度相交的斜柱；、水平构件——沿外周边布置、连接 格节点的环梁及沿外周边布置、支承于斜柱的楼面梁。斜交 格筒体的几何构成决定了它抵抗水平力的独特优点，侧向刚度和扭转刚度也远优于框筒，但竖向刚度比框筒稍差。水平力由斜柱的轴向力平衡，倾覆力矩引起的竖向力也由交于节点的斜柱的轴力平衡。
斜柱中弯矩产生的原因：一是节间的竖向荷载，并与斜柱的交角和层高相关；二是 格节点的水平位移，相邻层间节点水平位移差越大，斜柱的柱端弯矩越大。 格节点水平位移的大小除取决于斜柱轴力、平面内的交角和平面外的折角外，还取决于 格筒环梁、内外筒间的拉梁和楼板的轴向刚度。节点的水平约束越强，斜柱截面的剪力和弯矩越小，同时，结构的竖向刚度越大。
计算分析表明，西塔的层高不大，斜柱的交角也不大，由13.63゜～34.09゜，自重引起的弯矩也不大；对各节点层施加了体外预应力，阻止了竖向荷载作用下 格节点的向外水平位移，大大减少了斜柱的柱端弯矩和剪力，提高了结构的竖向刚度。不论是竖向还是水平荷载，斜柱的主要内力是轴力，剪力和弯矩均很小。
钢管混凝土柱轴向刚度大，承载力高，延性好，以轴力的形式来抵抗风荷载和地震作用产生的水平力和倾覆力矩，正好发挥了钢管混凝土结构的优势，十分高效。此外，由于斜柱底端弯矩、扭矩很小，即使释放支座处X、Y、Z三个方向的转角约束，结构自振频率的变化甚微，即斜柱支座刚接或铰接对结构的侧向刚度和构件内力的影响很小，这就可以简化支座的设计和构造。
钢管混凝土外筒斜柱断面尺寸：
从基底开始，钢管直径1800mm，壁厚35mm，每一个节点层直径缩小50mm或100mm，至顶层钢管直径700 mm，壁厚20mm。
核心筒外墙厚：
地下室1100mm，出地面1000mm，沿高度方向逐渐减薄至酒店层下层500mm；酒店层以上4层350mm，其余300mm；
核心筒内墙厚：
500mm。
1.2、楼盖结构体系
首层以下及核心筒内采用钢筋混凝土梁板，板厚130～200mm。内外筒之间采用钢－混凝土组合楼盖，梁跨度约8～15m，工字钢梁高一般为450mm，跨度较大处加高至600mm；办公楼层板厚一般为110mm，酒店楼层板厚一般为130mm，板跨度较大处局部加厚。
1.3、基础
主塔楼位置基础底板已到达中微风化泥质粉砂岩层。考虑到部分柱位下岩石裂隙较发育，采用人工挖孔桩（墩）基础，持力层均为微风化粉砂岩或砾岩，设计要求岩样天然湿度单轴抗压强度不小于13MPa。桩径3200~4800mm，桩长约6~13m。单桩竖向承载力特征值为110000kN~247000kN。部分桩有抗拔要求，单桩抗拔承载力特征值为5000kN~15000kN。
主塔楼位置基础底板厚2.5m。
1.4、主要结构用料
钢材：
Q345B－除节点外的外筒钢管混凝土斜柱，楼盖钢梁及其他钢结构构件
Q345GJC－节点部分的钢管、椭圆拉板及加强环板
1860级高强低松弛钢绞线－节点层体外预应力索
混凝土：
C50－桩及基础底板
C80~C50－核心筒及剪力墙
C70~C60－外筒钢管混凝土斜柱
C90~C60－外筒钢管混凝土斜柱节点
C40~C35－楼板
2、结构分析
2.1、分析软件
ETABS ANSYS SAP2000
2.2、分析模型
钢管混凝土斜交 格外筒－空间杆单元
由于实际节点尺寸较大，一般节点高度有8～15m高，而在结构整体计算中，节点一般也简化为杆件的连接点，故在结构整体计算中如何模拟节点是非常重要的。本节对节点分别采用实体单元（图1）和杆单元（图2）进行模拟，在相同的力和位移边界条件下通过比较位移可以判明结构整体计算的模型能否模拟实际节点的刚度。
在节点处虽然两根钢管柱相贯，总截面面积减少，但由于节点区壁厚增加且增加了椭圆拉板，节点实际刚度比两根钢管柱刚度之和还略大。而对于环向位移,两者差异较大，但考虑到实际杆件相交处近乎圆形，基本轴对称，环向位移较小，对结构整体内力的影响非常小，故斜交 格外筒按杆系进行结构整体分析的结果是可以接受的。
外框钢管柱中混凝土的轴向刚度
除了以上的节点刚度分析之外，必须保证钢管柱中混凝土没有承受拉力，或在拉力下不发生开裂，这样才可以合理地假定外筒柱可采用其弹性刚度。
在竖向荷载、风荷载和地震作用的标准组合下， 90层以下钢管混凝土柱没有出现拉力；90层以上，外框柱虽然出现拉力，但拉应变小于混凝土的轴心抗拉强度标准值下的拉应变，能确保不引起混凝土的开裂。
钢筋混凝土楼板－壳单元
核心筒中的楼板为刚性板。
核心筒外的楼板为弹性板－刚度折减（0, 0.25, 0.5)
钢筋混凝土内筒－壳单元
楼盖钢梁－梁单元
连梁刚度折减系数为0.8
计算嵌固部位－地下4层（底板顶面）
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