【正文】 角的方形平面，底層的建筑平面尺寸為 38m179。 9 圖 11 大連世貿(mào)大廈結(jié)構(gòu)剖面 (a)縱剖面； (b)橫剖面 (3)每榀伸臂桁架均貫通芯筒，并于芯筒墻體內(nèi)與桁架相交處埋置小鋼柱，與桁架連接，此鋼柱向上、向下各延伸一個樓層。 圖 10 大連世貿(mào)大廈典型層結(jié)構(gòu)平面 ： (1)主樓采用“混凝土芯筒 鋼框架”結(jié)構(gòu)體系，芯筒平面尺寸為 179。建筑面積為 10 萬㎡。 (5)為了進一步提高結(jié)構(gòu)體系的抗震能力，在內(nèi)框筒四個邊的兩個端跨，各設(shè)置豎向支撐一道 (圖 9b)。 45m；內(nèi)、外框筒的柱距均為 3m。 (3)主樓典型層的結(jié)構(gòu)平面如圖 9(a)所示。104 ㎡，地面以下峽谷層，采用筏板基礎(chǔ)，埋深為 15m；地面以上， 39 層，高155m。圖 (b)中，實線表示的墻板是自第 6 層布置到第 52 層，虛線所示墻板是自第 6 層布置到第 37 層。 (3)主樓的總建筑面積為 萬㎡。主樓為綜合性多用途建筑，下段為旅館，中段為國公用房，上段為公寓，大樓各段的層高分別為 、 。 (2)第二附段抗震設(shè)計，考慮下列三種情況地震的影響： ①上海附近的震級為 的淺源地震； ②上海東方海域的震級 、震中距離 37km的大地震； ③上海西北 350km處地層斷裂錯動引發(fā)的震級為 的特大地震。 圖 4 根據(jù)風(fēng)洞試驗數(shù)據(jù)計算出的基底剪力 (a)最不利風(fēng)向； (b)結(jié)構(gòu)底面水平剪力 5 (3)風(fēng)洞試驗結(jié)果表明，可能引發(fā)大樓共振的臨界風(fēng)速約為設(shè)計風(fēng)速的 4 倍。 ： (1)按照我國《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 (GB50092020)，上海市區(qū)，重現(xiàn)期為100 年、高度為 10m 處的基本風(fēng)速 v0=；地面粗糙度為 B 類時 (地面粗糙度系數(shù)α =，梯度風(fēng)高度為 350m)，大樓頂部的風(fēng)速為 58m/s。 (3)大樓頂部第 90 層以上各樓層 (包括頂端大圓洞部位 )，采用鋼支撐組成的立體構(gòu)架。 ： (1)大廈主樓采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)“筒中筒”體系。 104 ㎡。 針對目前天津市的高層、超高層房地產(chǎn)項目的開發(fā)形勢，我院對目前已建成的國內(nèi)外的超高層建筑進行 總結(jié)分析整理。更重要的是意識的落后，難以適應(yīng)市場的需要。與此同時，也帶來了更多的國內(nèi)外著名的設(shè)計院和專家。我們天津市建筑設(shè)計院，作為全國五大設(shè)計院之一的設(shè)計單位，面臨著前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。 對此，我院決定開展五個專題的研究，盡快吸收國內(nèi)外成功的經(jīng)驗，總結(jié)前人的教訓(xùn)。同時對與超高層設(shè)計密切相關(guān)的風(fēng)洞試驗、振動臺試驗的情況加以搜集，編輯成冊，供設(shè)計人員參考使用。 (2)大廈塔樓，下段采用正方形平面；中段和上段的建筑平面為六邊形，即自第 32 層起，正方形平面的一組對角，自下而上按弧形曲線漸變地收進 ，至樓房頂部 460 m高度處，變成很窄的帶狀。樓面外圈的筒體采用由型鋼混凝土梁和型鋼混凝土柱構(gòu)成的框筒；樓面核心部位設(shè)置由鋼筋混凝土墻體構(gòu)成的內(nèi)筒；內(nèi)、外筒之間的樓蓋，采用鋼梁及壓型鋼板為底模的現(xiàn)澆混凝土組合樓板。 (4)為了進一步提高外圈型鋼混凝土框筒的構(gòu)件延性和受剪承載力，在框筒子結(jié)構(gòu)中剪力較大的部位增配 X 形鋼筋。 (2)大廈模型風(fēng)洞試驗數(shù)據(jù)表明，風(fēng)向以 5 度分級，自零度 (U 軸方向 )逐級變化到 90 度 (V 軸方向 )，其中以風(fēng)向為 40 度時 (圖 4a)，結(jié)構(gòu)底面剪力和傾覆力矩的數(shù)值為最大?？梢源_認，在設(shè)計風(fēng)速范圍內(nèi)，大樓不會發(fā)生不穩(wěn)定的共振。 ： (1)大樓的自振周期較長，除了在結(jié)構(gòu)強度上確保安全外，還應(yīng)將結(jié)構(gòu)振動控制在不致引起大樓使用者不適感的范疇內(nèi)。 (2)主樓平面采取半徑為 1/4 圓面切角后所形成的扇形，基本模數(shù)是將 1/4 圓面向徑向分成 21 等分 (即θ =90176。按 8 度進行抗震設(shè)防。 圖 8 北京市京廣中心大廈 (a)典型層結(jié)構(gòu)平面； (b)墻板布置平面； (c)結(jié)構(gòu)橫剖面 (2)主樓，地面以下，采用型鋼混凝土框架和現(xiàn)澆鋼筋混凝土抗震墻；地面以上，采用鋼框架，并沿中心服務(wù)性豎筒各軸線，在框架內(nèi)嵌置帶豎縫的鋼筋混凝土墻板。抗震設(shè)防烈度為 8 度。典型樓層的層高為 。房屋的高寬比 (即外筒的高寬比 )為 ，內(nèi)筒的高寬比為 。此外，還利用第 20 層、 38 層的設(shè)備層和避難層，沿內(nèi)、外框筒周圈各設(shè)置一道高度 的鋼 桁架，形成兩道鋼環(huán)梁，以加強內(nèi)、外框筒的豎向抗剪剛度。大廈按 7 度進行抗震設(shè)防，建筑場地為Ⅱ類。，芯筒高度比為 。 10 大連遠洋大廈 ： (1)大連市于 1998 年建成的大連遠洋大廈，是一座集商場、酒店、辦公于一體的高層建筑，主樓為酒店，地下四層；地上 48 層，另有屋頂小塔樓 3 層，高201m；副樓為辦公樓，地上 27 層；兩樓之間的裙房，地面以上 6 層。 38m。外圈框架沿樓層平面外邊線向內(nèi)退進 ，由 16根立柱和各樓蓋邊梁所組成，基本柱距為 8m。 11 (5)主樓 6 層以下的各層樓蓋，以及與之相連的六層裙房各層樓蓋，均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁和板。主樓，建筑平面采取矩形加兩個半圓形構(gòu)成；地下 3 層；地上 39 層，高 196m。多個鋼筋混凝土筒體和框架柱組成的結(jié)構(gòu)主體，平面呈啞鈴狀，承擔(dān)大樓的重力荷載和全部水平荷載。 圖 14 中保大廈的多筒 鋼梁體系 (a)典型層結(jié)構(gòu)平面； (b)大廈外觀 、西立面，于第 4 樓層分別設(shè)置一榀一層樓高或兩層樓高、跨度為 (圖 15a)；并從第 6 層至第 30 層，每隔 4 層設(shè)置一榀一層樓高、跨度為 (圖 15b)。計算結(jié)果表明，后者引起的桿件最大附加內(nèi)力約占7%(空腹桁架 )或 16%(帶斜桿桁架 )。 (2)按照貝聿銘建筑師關(guān)于建筑造型的構(gòu)想，大樓底段采取正方形平面，然后沿對角線方各，將正方形劃分 為形狀為三角形的 4 個區(qū)，向上分別每隔 21層、 13 層、 13 層，各切去一個區(qū)，到樓房的頂段，樓層平面變成原面積 1/4 的三角形 (圖 16)。四片大型平面支撐“ A”，沿樓房方形平面授 4 個邊布置，相互正交，在每兩片支撐的相交處，各設(shè)置一根鋼筋混凝土巨型角柱，并延伸至基礎(chǔ)。 (5)在樓面內(nèi)部，沿對角線方向布置 4 片支撐“ B”，并在樓面中心處 4 片支撐的交匯點，設(shè)置一根鋼筋混凝土中心柱 (圖 1 17a)。 (2)主樓，地下 3 層；地面以上79 層，高 325m；典型樓層的層高為，建筑面積為 2160 ㎡；總建筑面積為 16179。主樓和副樓的連接體是貫通 5 層的共享空 間式商場，面積為 179。大廈主樓的高度比值為 。大廈建筑場地的基本風(fēng)壓w0=179。 ，內(nèi)設(shè) 4 道橫墻。為了增強主樓橫向的抗推剛度，采取了以下 3 項措施： ①于第 2 4 66 層的設(shè)備層和避難層，順芯筒的各道橫墻，即沿軸線 ○B(yǎng) ~○G，各設(shè)置一榀整層樓高的、橫貫房屋全寬的型鋼伸臂桁架，與外圈框架柱連接 (圖 20a)。 圖 20 深圳地王大廈結(jié)構(gòu)剖面 17 ②同樣于 4 個避難層，沿軸線①和⑥，自軸線 ○B(yǎng) ~○G，各設(shè)置一道整層樓高的縱向鋼桁架，以協(xié)調(diào)各柱的軸 向壓力和變形。 (4)各層樓蓋，根據(jù)承重要求按一定間距布置軋制 H 型鋼次梁，鍍鋅壓型 鋼板擱于次梁上，并加焊栓釘，上澆筑 100 ㎜厚的混凝土的面板，形成組合樓板。地上 1~12 層為商場和餐廳，第 13 層為設(shè)備層， 14~51層為酒店客房和公寓，其中第 24 層為避難層。 10m和 8m179。為使外圈框架柱與芯筒形成一個整體抗彎構(gòu)件，共同抵抗大樓水平荷載引起的傾覆力矩，分別將第 13 層 (設(shè)備層 )、第 24 層 (避難層 )和第 42 層定為剛性層。 圖 21 廣州新中國大廈的鋼管混凝土“芯筒 框架”體系 (a)典型層結(jié)構(gòu)平面； (b)結(jié)構(gòu)剖面 19 合銀廣場大廈 ： (1)廣州市于 2020 年建成的合銀廣場大廈，地面以下 4 層，地下室底板面標高為 ；地面以上 56 層，屋面標高 208m，屋面以上有小塔樓 4 層，頂面標高為 221m。大廈中部的高寬比，長向和短向分別為 和 。圖 23 為大廈的結(jié)構(gòu)剖面。 圖 25 深圳市八一大廈典型層結(jié)構(gòu)平面 ，邊長 10m，總寬度為 25m。 、中心距為 ，采用了梁式樓蓋。主樓，地面以上的低層部分， 設(shè)銀行、商店、餐廳等商業(yè)設(shè)施；中層部分，為辦公用房，層高為；高層部分，為單元辦公用房，層高為 。地下部分，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 (3)各層樓蓋采用以壓型鋼板為底模的現(xiàn)澆鋼筋混凝土組合樓板。 (6)主樓基礎(chǔ)采用 ф609mm14mm的鋼管樁，單樁設(shè)計承載力為 3500kN?？拐鹪O(shè)防烈度為 7 度。外圈框架： ① 4 根角柱采用平面尺寸為 5m179。400 ㎜的后張有粘結(jié)、部分預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土扁梁加強連接。 2700 ㎜的鋼筋混凝土大梁。 (2)塔樓建筑平面為八邊形，其周邊的縱、橫向軸線間尺寸為 179。芯筒是由中心距為 ~ 28 根密排鋼管混凝土柱、各層樓蓋鋼梁及柱間鋼筋混凝土墻所組成的筒體，芯筒的平面尺寸 (軸線 )為 179。樓面角部的柱距為 。圖 32b 為塔樓第 71 層的帽桁架設(shè)置情況。 28 (2)建筑平面為近似橢圓的長方形，典型層結(jié)構(gòu)平面如圖 33 所示。 。結(jié)構(gòu)剖面示于圖 34。各層樓板均采用波高 51 ㎜壓型鋼板上澆 69 ㎜厚的組合樓板。地下二、三層為汽車庫，地下一層是為地鐵一號線海光寺站 2 號、 3 號出口服務(wù)的集散廳及附屬設(shè)備用房 ，地上為地鐵集散廳出口、營業(yè)廳、餐飲、辦公及會所。 主體鋼管混凝土柱：ф 1200179。 根據(jù)《巖土工程勘察報告》的結(jié)論和建議，采用樁基。 地鐵大廈立面圖 31 天津市金皇大廈 ： 金皇大廈位于天津市河西區(qū)南京路東側(cè) (見圖 )，總建筑面積 94800 ㎡，是一幢綜合性的大型民用建筑。 Y 方向柱距為 ，隨弧而置， X 方向柱距為 。 1600 ㎜，框支柱截面 為 1500 ㎜179。各層截面尺寸及混凝土強度等級，由下至上均勻遞減，以調(diào)整結(jié)構(gòu)豎向剛度。一年后通過檢測， C55 混凝土后期強度已經(jīng)超過 C60。其結(jié)構(gòu)第一自振周期約 ，最大的水平位移約 80 ㎜。 27m空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。 33 中國水利博物館 ： 中國水利博物館位于杭州市蕭山區(qū)， 屬 國家級博物館，總建筑面積 36000㎡ ，主體高度 108m，塔尖高度 128m，局部一層地下室，地下室 底板 埋深 ，地上 11 層，其中 3~10 層各層 間含 回廊層 ， 基座 裙房 平面呈圓形 ，外形為 臺階狀退臺， 三 層以上為 主 塔，平面形狀 呈 對稱八角形， 仿照 古塔的風(fēng)格，層層內(nèi)收 。 (2)豎向由 不同 結(jié)構(gòu) 體系組合而成：底部大底盤采用 型 鋼混凝土核心筒 —鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，部分采用鋼管混凝土柱 ，； 中部主塔為 型 鋼混凝土核心筒 —鋼框架結(jié)構(gòu)體系；頂部空曠共享部分采用空間拱型網(wǎng)筒 —鋼框柱組合結(jié)構(gòu)，其中 “ 塔中塔 ” 造型為豎向懸臂筒 (圖 21)。采用鋼管混凝土柱有效地提高了這些桿件的承載力和延性 ,也改善了與 裙房混凝土結(jié)構(gòu)協(xié)同工作 的能力 。由 ANSYS 的內(nèi) 力分析可以看出： 各條拱相交后形成的空間結(jié)構(gòu)體系空間整體作用明顯 ； 桿件內(nèi)力分布 呈“ 桿 ”的受力 特征，各條拱實際起到支撐的作用 ， 其變形以剪切型變形為主 ； 組合結(jié)構(gòu)分工明確，受力合理，八根組合角柱承擔(dān)了頂部結(jié)構(gòu)的豎向垂直荷載，而水平荷載基本上由空間拱形網(wǎng)筒承擔(dān)。 對網(wǎng)筒的扭轉(zhuǎn)振動和側(cè)移的 起到了 約束作用，明顯改善了網(wǎng)筒的受力性能。 由于豎向錯柱，使得結(jié)構(gòu)的豎向傳力路徑不連續(xù)，而且，隨柱子豎向 偏心 的逐層疊加， 使得底 層柱 存在較大的 偏心矩 。考慮到錯柱節(jié)點在整個結(jié)構(gòu)體系中的重要性，因而，在設(shè)計時對節(jié)點的承載力予以特別地提高。 至今為止在日本建設(shè)的超高層大樓都以考慮地震作用為主，但在本建筑中，圖 181 建筑外觀 38 風(fēng)荷載起著和地震作用相同或更大的作用。在本建筑中，地震作用、風(fēng)荷載和周期之間的關(guān)系如圖 184 所示。 因為風(fēng)荷載很大，特別是由于振動產(chǎn)生的荷載很大，所以在結(jié)構(gòu)方案中注意到了以下幾點： (1)建筑物的周期盡可能縮短。 (1)外側(cè)筒由各個面中央的豎直面部分和向腹桁架式的框架，這部分的豎向載荷通過各層角上的框傳遞，因而增加了對由于傾覆力矩引起的上拔力的抵抗能力。支撐約束了彎曲變形，并使高寬比很大的 內(nèi)側(cè)筒承擔(dān)了 20%~30%的剪力。 地下：設(shè)備房，停車場，地區(qū)冷暖供應(yīng)設(shè)施。 圖 1141 建筑外觀 圖 1142 框架結(jié)構(gòu) 圖 1143 巨型杵架結(jié)構(gòu) 41 (1)