word版可編輯-上海中心大廈結(jié)構(gòu)設(shè)計精心整理docxdocx(已修改)
2025-07-27 11:48 本頁面
【正文】 上海中心大廈塔樓結(jié)構(gòu)設(shè)計丁潔民，巢斯，趙昕同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計研究院（集團(tuán)）有限公司，上海市四平路1239號目錄上海中心大廈塔樓結(jié)構(gòu)設(shè)計 1摘要 21 工程概況 32 結(jié)構(gòu)體系 43 主要分析結(jié)果 6 結(jié)構(gòu)動力特性 6 地震作用分析結(jié)果 6 風(fēng)荷載分析結(jié)果 74 關(guān)鍵設(shè)計問題 8 巨柱受力性態(tài)分析及設(shè)計 8 組合鋼板剪力墻設(shè)計 11 基于性能的抗震設(shè)計 12 風(fēng)工程研究 13 結(jié)構(gòu)控制 13 彈塑性動力分析 14 考慮施工過程的非荷載效應(yīng)分析 15 抗連續(xù)倒塌分析 165 結(jié)論 176 參考文獻(xiàn) 18摘要 上海中心大廈建筑高度為632m，位于臺風(fēng)影響區(qū)和7度抗震設(shè)防地區(qū)，建成后將成為中國第一高樓。由于高度超高、建筑形態(tài)復(fù)雜、風(fēng)荷載及地震作用顯著，為實現(xiàn)其高效和安全的結(jié)構(gòu)設(shè)計，需解決眾多的技術(shù)難題。本文對上海中心大廈的結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行了介紹。首先介紹了項目概況，包括項目定位及功能、設(shè)計團(tuán)隊構(gòu)成、建筑形態(tài)特征以及采用的基礎(chǔ)形式。其次對結(jié)構(gòu)體系構(gòu)成和主要的結(jié)構(gòu)分析結(jié)果進(jìn)行介紹，主要內(nèi)容包括本項目采用的巨型框架伸臂核心筒混合結(jié)構(gòu)體系的各組成部分和主要的地震和風(fēng)荷載分析結(jié)果。最后對項目結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了介紹，包括巨柱受力性態(tài)分析、組合鋼板剪力墻設(shè)計、基于性能的抗震設(shè)計、風(fēng)工程研究、結(jié)構(gòu)控制、彈塑性動力分析、非荷載效應(yīng)分析以及抗連續(xù)倒塌分析等。關(guān)鍵詞：上海中心大廈、結(jié)構(gòu)設(shè)計、巨型框架伸臂核心筒體系、混合結(jié)構(gòu) 1 工程概況上海中心大廈位于上海陸家嘴金融中心區(qū)Z31地塊，基地鄰近有上海金茂大廈、上海環(huán)球金融中心等多幢超高層建筑。上海中心大廈建成后將成為滿足公眾審美層面與專業(yè)審美層面的標(biāo)志性、地標(biāo)性建筑，成為商務(wù)活動中心，商務(wù)交流休憩中心和市民休閑娛樂中心。該項目用地面積30370平米，地上建筑面積38萬平米，地下建筑面積16萬平米，建筑總高度為632m，結(jié)構(gòu)高度為574m。上海中心大廈地下5層，地上124層，大樓沿豎向劃分9個區(qū)，底部為1個裙房商業(yè)區(qū)，上部包括4個辦公區(qū)、2個酒店/服務(wù)公寓區(qū)、1個全球企業(yè)館和頂部的觀景區(qū)，每個區(qū)由兩層高的設(shè)備層及避難層分隔。 圖1 垂直分區(qū)及建筑形態(tài)本項目設(shè)計團(tuán)隊體現(xiàn)了較強(qiáng)的國際化和專業(yè)化特征。方案及初步設(shè)計階段設(shè)計總包為美國GENSLER事務(wù)所，設(shè)計咨詢及施工圖階段設(shè)計總包為同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計研究院（集團(tuán)）有限公司，方案及初步設(shè)計階段結(jié)構(gòu)專業(yè)及機(jī)電專業(yè)的設(shè)計顧問分別為美國的THORNTON TOMASETTI和CONSENTINI公司。此外，設(shè)計團(tuán)隊還包括各專項設(shè)計咨詢公司如美國SWA（景觀設(shè)計），加拿大RWDI（風(fēng)工程咨詢），香港利比工料測量師事務(wù)所（工料測量）和美國高緯環(huán)球（垂直交通）等等。上海中心大廈立面形態(tài)基本幾何元素為由三段圓弧構(gòu)成的圓導(dǎo)角三邊形（圖1）。旋轉(zhuǎn)上升并均勻縮小，演進(jìn)為一個平滑光順的非線性扭曲面，形成了大廈獨(dú)特的立面造型。柔和的、旋轉(zhuǎn)上升的優(yōu)雅曲面，與金茂大廈的傳統(tǒng)寶塔造型和環(huán)球金融的現(xiàn)代簡約風(fēng)格形成的顯著的區(qū)別和互補(bǔ)，進(jìn)而在小陸家嘴地區(qū)構(gòu)成了一個和諧的品字型超高層組群。本項目樁基采用鉆孔灌注樁。為確保樁基質(zhì)量，采用了后注漿工藝。塔樓部分樁徑均為1m，核心區(qū)樁長為56m，擴(kuò)展區(qū)樁長為52m，持力層為921層粉砂，單樁承載力為1000噸，塔樓部分總樁數(shù)為955根。塔樓筏板厚度約為6m。本項目基坑面積約34960平方米，基地呈四邊形，邊長約200m。本工程設(shè)5層地下室。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻，圍護(hù)總周長約768m。2 結(jié)構(gòu)體系結(jié)合建筑立面及平面布置，上海中心大廈采用了巨型框架伸臂核心筒結(jié)構(gòu)體系（圖2）。沿高度方向在第二、四、五、六、七和八區(qū)共設(shè)置了六道兩層高的伸臂桁架。各區(qū)均設(shè)置有兩層高的箱型環(huán)帶桁架。巨柱底部最大截面尺寸為5300mmx3700mm，核心筒底部最大厚度為1200mm。在各個分區(qū)的避難層均設(shè)置了徑向桁架作為幕墻結(jié)構(gòu)的支撐系統(tǒng)。巨型框架由八根巨柱和每個加強(qiáng)層設(shè)置的兩層高箱型空間桁架相連而成。巨型框架的八根巨柱在第八區(qū)終止，四根角柱在第五區(qū)終止。在六區(qū)以下沿建筑對角位置布置的4根角柱主要用于減少箱型空間桁架的跨度。箱型空間桁架是抗側(cè)力體系巨型框架的一部分，同時也是建筑周邊重力柱的轉(zhuǎn)換桁架。作為巨柱之間的有效連接，箱型空間桁架與巨柱共同形成巨型框架結(jié)構(gòu)體系。伸臂桁架的設(shè)置可以有效地減小水平荷載（風(fēng)、地震荷載等）作用下結(jié)構(gòu)的側(cè)移和核心筒體承擔(dān)的彎矩。由于加強(qiáng)層具有較強(qiáng)的抗彎剛度，對與之相連的巨柱有很強(qiáng)的約束作用。在每個加強(qiáng)層部位，結(jié)構(gòu)的受拉側(cè)巨柱對加強(qiáng)層作用有向下的集中力，而結(jié)構(gòu)受壓側(cè)巨柱對加強(qiáng)層作用有向上的集中力。這兩個力形成一對力偶，平衡了核心筒在水平荷載作用下承擔(dān)的一部分彎矩內(nèi)力，減小結(jié)構(gòu)的變形。核心筒平面形狀沿高
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