【正文】 上部框架 標(biāo)準(zhǔn)層平面作為智能型辦公室，追求使用方便，快捷舒適的空間，考慮到上述功能要求，框方案中使用箱型柱的純框架為主體結(jié)構(gòu)。桁架一直延續(xù)到地下，與正交的 800~1200 ㎜厚度的地下 剪力墻相接，確保高度 256m 的超高層大樓基礎(chǔ)的剛度和承載力。 70179。 大樓底腳向外伸展的巨型桁架，開創(chuàng)出了中庭高達(dá) 5 層的大空間，這里，中央是 透明玻璃的電梯井，開放式的進(jìn)口大廳和連在一起的室內(nèi)花園，共同創(chuàng)造出了富有魅力的迎賓出入口空間。另外，作為建筑物底腳的巨型桁架因?yàn)槠渲酉蛲馍煺?，使建筑物的重量盡可能均等地傳向地基，承受豎向荷載的面積也 大約為原來(lái)的兩倍，減少了地基的單位面積受力。還有，針對(duì)每年數(shù)次的強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，為了減少建筑物的搖動(dòng)和具備良好的居住舒適性，在屋頂上對(duì) 角設(shè)置了兩臺(tái)制振裝置，該裝置根據(jù)擺的原理采用混合型方式 (主動(dòng)、被動(dòng)兼并用型 )，重量各為 50t。選擇以如 圖 1172 所示 GL~70m 附近的砂質(zhì)土層作為持力層。另一方面，這個(gè)桁架層作為設(shè)備層也是合理的位置，成為和設(shè)備方案相符的結(jié)構(gòu)方案。對(duì)于扭轉(zhuǎn)問題，如圖 1173 的平面結(jié)構(gòu)圖所示，在低層部和中層部的外周設(shè)置支撐，確保剛度。 等級(jí) 2 地震動(dòng) (40 ㎝ /s)時(shí)，構(gòu)件在彈性范圍內(nèi)，層間變形角在 1/100 以內(nèi)。 設(shè)計(jì)用風(fēng)荷載根據(jù)日本建筑協(xié)會(huì)“建筑物荷載指針” (1981 年 )和風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果決定，設(shè)計(jì)用風(fēng)荷載中，等級(jí) 1 的基本風(fēng)速按 200 年 1 遇確定。對(duì)等級(jí) 2 風(fēng)荷載 (頂部風(fēng)速 70m/s)，構(gòu)件大致在弱性范圍內(nèi)，并確認(rèn)不會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定振動(dòng)。用作塔樓旅館客房部的 53 層到 87 層，設(shè)置一個(gè)通高的、 有頂部自然采光的中庭。圖 5 為該塔樓的外觀。 (2)為了增大結(jié)構(gòu)的抗推剛度和受剪承載力，在由基礎(chǔ)底板伸至第 87 層的芯筒內(nèi)部，于第 52 層以下，增設(shè)按井字形布置的鋼筋混凝土腹板墻體。 (2)作用于整座塔樓的正向水平荷載，主要由鋼筋混凝土芯筒、平行于荷載方向的三道各兩榀伸臂鋼桁架、及與之連接的 4 根型鋼混凝土巨型翼柱所組成的巨型“框架”承擔(dān)。現(xiàn)以第一道伸臂桁架為例，將其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖示于圖 7(a)。 (2)鋼筋混凝土芯筒和型鋼混凝土巨型翼柱的截面尺寸列于表 1。 4500 C50 31~54 層 700 450 17~30 層 750 C60 1500179。 62m，平板厚度為4m，采用 C50 混凝土澆筑，內(nèi)配多層 ?35 鋼筋束，間距 300 ㎜ ~600 ㎜；彎矩最大處，最多配置 10 層鋼筋。根據(jù)塔樓設(shè)計(jì)重力荷載 (179。 (2)塔樓在風(fēng)荷載作用下，抗側(cè)力構(gòu)件三種情況的側(cè)向變形曲線，示于圖；①鋼筋混凝土芯筒的剪 51 切變形數(shù)值很?。虎趦H考慮芯筒單獨(dú)工作時(shí)，側(cè)移數(shù)值 較大；③考慮型鋼混凝土巨形翼柱通過伸臂鋼桁架與芯筒共同抵抗傾覆力矩時(shí)，其側(cè)移約減小到單獨(dú)芯筒的 1/3。在重現(xiàn)期為10 年的風(fēng)載下，可滿足人的舒適度要求。此外，分別用加速度峰值 35Gal、 220Gal(注：1Gal=102m/s2)的人工波 (現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)及地震危險(xiǎn)性分析得出 )及 E1 Centro 地震波作風(fēng)荷載作用下塔樓結(jié)構(gòu)的側(cè)移 52 了彈性及彈塑性時(shí)程分析。其周邊建筑物和地形對(duì)風(fēng)場(chǎng)影響顯著。一般來(lái)說(shuō)風(fēng)對(duì)建筑物的作用有以下特點(diǎn)： 風(fēng)對(duì)建筑物的作用力包含靜力部分和動(dòng)力部分，且分 布不均勻，隨作用位置的不同而變化。 現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)是高、大、柔，這使得結(jié)構(gòu)對(duì)風(fēng)荷載的敏感性逐漸增強(qiáng)，抗風(fēng)設(shè)計(jì)已成為很多重大型工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的首要問題。若要更深入，例如考慮群體結(jié)構(gòu)包括干擾效應(yīng)等，更加困難。 54 規(guī)范相關(guān)內(nèi)容 規(guī)范中對(duì)于風(fēng)洞試驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容 : 《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》 JGJ 32020 在需要更細(xì)致進(jìn)行風(fēng)荷載計(jì)算的場(chǎng)合，風(fēng)荷載體型系數(shù)可按本規(guī)程附錄 A 采用，或由風(fēng)洞試驗(yàn)確定 當(dāng)多棟或群集的高層建筑相互間距較近時(shí)，宜考慮風(fēng)力相互干擾的群體效應(yīng)。 當(dāng)多個(gè)建筑物，特別是群集的高層建筑，相互間距較近時(shí)，宜考慮風(fēng)力相互干擾的群體效應(yīng)；一般可將單獨(dú)建筑物的體型系數(shù)μ s 乘以相互干擾增大系數(shù)，該系數(shù)可參考類似條件的試驗(yàn)資料確定；必要時(shí)宜通過風(fēng)洞試驗(yàn)得出。低速試驗(yàn)段長(zhǎng) 15m、模型試驗(yàn)區(qū)橫截面 寬 m、高 m，最大風(fēng)速不小于 16 m/秒， 通過在此試驗(yàn)段一定長(zhǎng)度和高度內(nèi)形成大氣邊界層，可進(jìn)行高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)的大縮尺比模型抗風(fēng)試驗(yàn)、大比例建筑模型和周圍地形、地貌匹配風(fēng)洞試驗(yàn)、建筑風(fēng)環(huán)境和污染物擴(kuò)散試驗(yàn)，特別是可對(duì) 1000m左右大跨度橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行全橋模型風(fēng)洞試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室配備有當(dāng)前先進(jìn)水平的測(cè)試設(shè)備，是國(guó)內(nèi)同類風(fēng)洞中最早使用進(jìn)口高速電子掃描閥和進(jìn)口高頻底座天平等儀器的研究單位之一。 汕頭大學(xué)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室是專為進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)而設(shè)計(jì)的大氣邊界層風(fēng)洞，可以承接單體、群體建筑物表面風(fēng)壓測(cè)試、風(fēng)環(huán)境測(cè)試以及建筑結(jié)構(gòu)總體氣動(dòng)荷載和響應(yīng) 測(cè)試。 3(寬 )，直流回流兩用的，可以做建筑、橋梁、汽車模型試驗(yàn)，包括廣告牌，還可以做質(zhì)量遷移研究。 目前承接試驗(yàn)范圍： 建筑單體及群體風(fēng)壓測(cè)試 高層 建筑風(fēng)力荷載 及舒適度 測(cè)試 建筑和建筑群風(fēng)環(huán)境測(cè)試 建筑物內(nèi)部通風(fēng)測(cè)試 承擔(dān)項(xiàng)目如下： 廣州國(guó)際會(huì)展中心二期風(fēng)洞試驗(yàn) 廣州珠江新城雙子塔之西塔風(fēng)洞試驗(yàn) 2020 奧運(yùn)摔跤館中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)體育館風(fēng)洞試驗(yàn) 59 深圳天安數(shù)碼城高爾夫花園三期風(fēng)洞試驗(yàn) 武漢體育中心二期工程體育館風(fēng)洞試驗(yàn) 深圳市保利文化廣場(chǎng)風(fēng)洞試驗(yàn) 援巴哈馬體育場(chǎng)風(fēng)洞試驗(yàn)等 2020 年 6 月投入使用，風(fēng)洞試驗(yàn)段尺寸 15m(長(zhǎng) )179。歷年來(lái)主持承擔(dān)了多項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目，在高層建筑、大跨屋蓋結(jié)構(gòu)和建筑群體的風(fēng)荷載風(fēng)洞模擬試驗(yàn)以及風(fēng)致響應(yīng)分析方面進(jìn)行了深入研究，并自主開發(fā)了多項(xiàng)高效率的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件，積極為建筑工程界提供科技服務(wù)。 56 57 ，于1996 年 11 月通過由結(jié)構(gòu)風(fēng)工程領(lǐng)域著名院士和教授組成的專家組的正式驗(yàn)收，被評(píng)為達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。 55 風(fēng)洞試驗(yàn)單 位簡(jiǎn)介 該風(fēng)洞全長(zhǎng) 53m、寬 18m，為 低速、單回流、并列雙試驗(yàn)段的邊界層風(fēng)洞，其高速試驗(yàn)段長(zhǎng) 17m，模型試驗(yàn)區(qū)橫截面寬 3 m、高 m，試驗(yàn)段風(fēng)速 0~ 60m/秒連續(xù)可調(diào)。 房 屋高度大于 200m時(shí)宜采用風(fēng)洞試驗(yàn)來(lái)確定建筑物的風(fēng)荷載；房屋高度大于 150m，有下列情況之一時(shí)，宜采用風(fēng)洞試驗(yàn)確定建筑物的風(fēng)荷載： —— 平面形狀不規(guī)則，立面形狀復(fù)雜； —— 立面開洞或連體建筑； —— 周圍地形和環(huán)境較復(fù)雜。 ADINA， CFX， ANSYS， FLUNT 都是不錯(cuò)的風(fēng) 洞仿真分析程序。 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)方法雖然準(zhǔn)確直觀， 但由于現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的形狀一般比較復(fù)雜，其周圍流場(chǎng)也變化多端，這給模型的制作以及在試驗(yàn)中的觀測(cè)帶來(lái)較大困難；在縮尺實(shí)驗(yàn)中某些相似數(shù)的模擬，也常令實(shí)驗(yàn)者大傷腦筋；此外實(shí)驗(yàn)的費(fèi)用較高、時(shí)間較長(zhǎng)，也限制了實(shí)驗(yàn)方法在工程實(shí)驗(yàn) 中的應(yīng)用。 風(fēng)對(duì)建筑物的作用受建筑物的周圍環(huán)境影響較大，周圍環(huán)境的不同對(duì)風(fēng)場(chǎng)分布影響很大。另一部分是脈動(dòng)風(fēng)，它對(duì)結(jié)構(gòu)的作用是動(dòng)力的。計(jì)算基本周期為 ，扭轉(zhuǎn)周期為 。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)第一階段，計(jì)算出的結(jié)構(gòu)底面地 震剪力和彈性層間側(cè)移，列于表 4。由氣象資料分析金茂大廈上空 (365m以上 )梯度風(fēng)速為 42m/s；進(jìn)行了剛性模型、天平測(cè)力模型和 氣彈性模型的風(fēng)洞試驗(yàn)，風(fēng)洞試驗(yàn)所得建筑物上部風(fēng)速小于按我國(guó)規(guī)范計(jì)算的風(fēng)速。地下室埋深大，地下水位高，在施工時(shí)除做了 1m厚、 30m高的鋼筋混凝土連續(xù)護(hù)壁墻外，還做了水平面的鋼筋混凝土內(nèi)撐。 (5)基礎(chǔ)筏板坐落在中心距 、長(zhǎng) 65m、打入埋深 85m砂層內(nèi)的 429 根鋼管樁上。鋼梁中心距為 ，上覆肋高 75 ㎜的壓型鋼板，現(xiàn)澆混凝土后形成的組合樓板，其面板厚度為 80 ㎜。㎜ ) 混凝土 強(qiáng)度等級(jí) 配筋率 含鋼率 64~87 層 450 (無(wú) ) C40 1000179。原設(shè)計(jì)每端為一根 ?17長(zhǎng) 、重 230 ㎏的銷栓，施工中，修改為兩根較小直徑銷栓。 (3)作用于整座塔樓的 45 度斜向水平荷載，由鋼筋混凝土芯筒、各榀縱、橫向伸臂鋼桁架、及與之連接的 8 根型鋼混凝土巨型翼柱共同承擔(dān)。 圖 5 上海浦東 88 層 金茂大廈的外觀 48 圖 6 金茂大廈塔樓結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 (a)第 53~87 層結(jié)構(gòu)平面； (b))52 層以下結(jié)構(gòu)平面； (c)結(jié)構(gòu)剖面 (3)用作強(qiáng)風(fēng)地區(qū)特高樓房的主體結(jié)構(gòu)，為了獲得足夠的抗推剛度、較大的阻尼比、較小的風(fēng)振加速度，采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)比鋼結(jié)構(gòu)更有效、更經(jīng)濟(jì)。 ： (1)塔樓主體結(jié)構(gòu)采用型鋼混凝土“芯筒 翼柱”體系，由以下幾部分組成：①由基礎(chǔ)底板向上延伸到第 87 層的鋼筋混凝土芯筒，平面尺寸為 27m179。 ，立面呈寶塔形，總建筑面積為 28179。塔樓，地下 3 層；地上88 層，結(jié)構(gòu)頂部高度為 383m，建筑總高度為 421m。 由于這些問題，將建設(shè)地 500 年一遇的最強(qiáng)風(fēng)速作為等級(jí) 2 的基本風(fēng)速。因此，在分析時(shí)，從 2個(gè)方向同時(shí)輸入地震波，進(jìn)行 3 維振動(dòng)反應(yīng)分析，再作安全性校核。 圖 1173 框架結(jié)構(gòu) 地下為剛度很高的鋼筋混凝土剪力墻，長(zhǎng)邊和短邊方向平均 配置，確保強(qiáng)度和剛度。 短邊方向，高層部的柱軸力通過桁架層向外側(cè)的柱子傳遞，在框架設(shè)計(jì)中增加抵抗傾覆力矩的力臂，同時(shí)， 1 層到 27 層的柱子采用鋼骨鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)提高柱子軸向剛度，減少?gòu)澢冃巍? (2)上部框架 本建筑物從功能上分成高層部、中層部和低層部 3 段，平面上也將中層部布圖 1171 建筑外觀 圖 1172 建筑概要 45 置為 2 塊，低層部 3 塊，呈雁行形狀。 (1)臨空城建設(shè)所在地的下方由填海埋土造地而成，本建筑物的地基基礎(chǔ)底部位于比舊海底更深的水平位置處，這個(gè)水平位置被稱作大阪群層的洪積層，由砂質(zhì)土層和粘性土層的交互層構(gòu)成，是比較堅(jiān)固的地層。本建筑物在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行了風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，根據(jù)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行了抗風(fēng)設(shè)計(jì)。建筑物以 SGL63m 深度以下存在的洪積砂礫層作為樁的支承層基礎(chǔ)。 1 層及 6 層的臬型梁，四面都在工地對(duì)接焊接，因此，采用了“上蓋”的方式，順序?yàn)椋孩傧乱砭壍暮附?；②兩?cè)腹板的焊接；③蓋板的焊接。 柱子的最大尺寸為： BX650179。外側(cè)框架中，以 短跨度成對(duì)配置的柱子 (對(duì)柱 )，中間在各電梯設(shè)備室的所在層以間隔 設(shè)置的抗震柱和上下大梁 (對(duì)梁 )組成空腹桁架，形成巨型框架結(jié)構(gòu)，提高了整體剛度(或?qū)蚣?)。頂部為倒置的梯形，支腳底部向梯形臺(tái)面伸展開形成有特征的輪廓。 高層、中層標(biāo)準(zhǔn)層：辦公室，計(jì)算機(jī)室。在這一部分，為了增加建 筑物的水平剛度，縮短周期，抵抗傾覆力矩產(chǎn)生的上拔 力，采用了鋼骨鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，起到“重力錘”的作用。 (3)確保能夠有效的抵抗傾覆力矩。 圖 184 地震作用和風(fēng)荷載 在本建筑的設(shè)計(jì)中，對(duì)建筑物在使用期間可能受到一次作用的地震和風(fēng)荷載 (等級(jí) 1)、及在此期間可能遭遇的最大級(jí)別的地震和風(fēng)荷載 (等級(jí) 2)的預(yù)想如表181 所示，并對(duì)兩種情況下的荷載進(jìn)行了研究。對(duì)于承受高軸壓力的邊角部的柱材，使用了極厚的高強(qiáng)度 SM570Q 鋼材。賓館178。上柱的軸力通過斜 柱 直接傳遞到下柱，解決了上下傳力路徑的不連續(xù)問題。根據(jù) ETABS 的 計(jì)算 結(jié)果比較 ：整體結(jié)構(gòu)的抗扭剛度 得到 加強(qiáng)， 高振型中的 扭振明顯減少， 結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng) 得到改善 。核心筒的外伸剛臂使得核心筒﹑帽式桁架及周邊立柱一起工作，增加了整個(gè)抗側(cè)力體系的有效寬度 ,減少了核心筒的內(nèi)力，提高了整體結(jié)構(gòu)的抗震性能。 (2)空曠頂部結(jié)構(gòu)的處理 11 層的共享空間高 25m， 構(gòu)成“ 塔中塔 ” 造型的懸臂筒 由于與其他構(gòu)件沒有連接，因而整個(gè) 共享空間 僅由塔身外側(cè)的 八 根 角柱 支撐， 而且， 本工程的 頂部結(jié)構(gòu) 不僅 要有足夠的抗推剛度以抵御水平荷載的作 用， 還 要有足夠的強(qiáng)度和剛度以承受 來(lái)自螺旋 鋼梯 和 休息平臺(tái) 的 豎向荷載 ，而以 八 根 角柱組成框架結(jié)構(gòu)， 顯然不能滿足要求。 (4)主 塔層層內(nèi)收，層間錯(cuò)柱 的 豎向傳力采 用 了 ―斜柱節(jié)點(diǎn) ‖。兩部玻璃鋼梯對(duì)稱盤旋而上，獨(dú)具匠心 (圖 11，圖 12)。主樓與裙房均采用擋土圍護(hù)墻及承重三位一體的地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 9m，采用無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)形式板厚 300 ㎜。為滿足建筑使用功能的需要及施工單位的要求， 47 層主樓與 5 層裙房之間，沒有設(shè)置沉降縫，采用調(diào)整基礎(chǔ)底板厚度及地下連續(xù)深度等技術(shù)措施，經(jīng)過沉降計(jì)算，有較的控制沉降差異，以滿足結(jié)構(gòu)及各方的要求。 因本工程采用高強(qiáng)度混凝土，為解決施工澆灌高強(qiáng)度混凝土的困難，并保證質(zhì)量，本工程充分利用了混凝土的后期強(qiáng)度指標(biāo)，以達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。并在結(jié)構(gòu) 短柱內(nèi)設(shè)置核心柱，從而增