【正文】 加了延性，避免形成對抗震不利的典型框支柱。本工程利用 6層為結(jié)構(gòu)剛度轉(zhuǎn)換層。 ： 本工程結(jié)構(gòu)體系采用全現(xiàn)澆鋼筋混凝土筒中筒結(jié)構(gòu)。綜合墻、柱沖切驗算及減少主體和地下室裙房之間的沉降量及地下室整體剛度等因素，擬將主體部分底板厚度取為 2500㎜左右，裙房部分地下室底板厚度取為 1200 ㎜。 ，ф 650179。 柱網(wǎng)沿建筑物的縱向基本采用 ，沿建筑物的橫向基本采用 柱距。 圖 34 支撐芯筒 剛臂 體系結(jié)構(gòu)剖面 29 天津地鐵大廈工程 ： 本工程為天津地鐵大廈暨地鐵海光寺站。地上鋼柱采用 H 型鋼和矩形鋼管，鋼梁采用工字形截面。利用樓房的設(shè)備層和避難層，于第 22 和 23 層設(shè)置一道兩層樓高的剛性伸臂桁架和周邊桁架，于第 3 53 層各設(shè)置一道一層樓高的剛性伸臂桁架和周邊桁架，形成三個加勁層。兩對邊 鋼框架軸線間的距離為 179。 12m 圖 32a 賽格廣場大廈的加勁層 27 天津國貿(mào)中心 ： 天津國貿(mào)中心是一座集會議、酒店、寫字樓及高級公寓于一身的綜合性大廈，建筑面積 23 萬㎡ (其中地上 萬㎡，地下 萬㎡ )。塔樓的典型層結(jié)構(gòu)平面和結(jié)構(gòu)剖面，如圖 31 所示。為進一步提高芯筒的抗推剛度和受剪 承載力，在芯筒內(nèi)部沿縱、橫方向各增設(shè)四道鋼筋混 凝土墻體。塔樓屋面設(shè)置直升飛機停機坪。 104 ㎡。 圖 29 廣州南航大廈典型層結(jié)構(gòu)平面 (3)為了提高角筒、邊柱參與芯筒整體抗彎、共同抵抗水平荷載傾覆力矩的作用，在第 23 層、 40 層兩個避難層，各設(shè)置 高即整層樓高的鋼桁架；同時將該兩層的周邊梁設(shè)計成 500 ㎜179。 ② 8 根邊柱，地下三層至地上 6 層，采用直徑為 的鋼管混凝土柱；第7~20 層，采用鋼管混凝土芯柱，鋼管直徑為 350 ㎜； 20 層以上，改為鋼筋混凝土平板，板厚 200 ㎜。芯筒 由縱、橫鋼筋混凝土墻體組成，平面外包尺寸為 16m179。主樓，地下三層，地下室底板面標高 ；地上 61 層，高 189m，上有屋項小塔樓 5層，屋面標高為 204m。 (5)鋼 柱、鋼梁均采用 H 型鋼，但外框架斜鋼柱采用圓鋼管。圖 28 給出主樓結(jié)構(gòu)體系的平面和剖面示意圖。 主樓建筑平面如圖 26 所示， 產(chǎn)樓建筑平面如圖 27 為大廈的外觀。主樓地面以上總建筑面積為 104m2。芯筒的前后兩個邊為通道，開設(shè)了 3m寬的洞口；為了補強，將這兩個邊的墻體加厚。房屋的高寬比為 。 圖 22 廣州合銀廣 場的結(jié)構(gòu)平面 (a)典型層； (b)加勁層 (3)作為大廈主要抗側(cè)力構(gòu)件的芯筒，平面尺寸較小，芯筒的橫向高寬比值達到 ，抗推剛度顯然不足，為了加強芯筒與框架的整體性，使外圈各框架柱均能更充分地參與抵抗傾覆力矩，以減小結(jié)構(gòu)的頂點側(cè)移和最大層間側(cè)移，分別 20 于大廈的第 1 2 42 層，順芯筒橫墻設(shè)置 4 榀整層高的伸臂鋼桁架，與對應框架柱連接，形成剛臂；并沿外圍框架周圈設(shè)置整層高的鋼桁架，形成環(huán)梁。本工程按 7 度進行抗震設(shè)防。外框架柱還利用寬扁梁進行縱、橫閉合拉結(jié)。大廈的典型層結(jié)構(gòu)平面和剖面示于圖 21。鋼筋混凝土芯筒大體上位于樓面的中心部位，芯筒分左、中、右三部分。大廈的抗震設(shè)防烈度為 7 度，場地屬Ⅱ類。因為采用的是單斜桿中心支撐，所以，同一軸上的兩列豎向支撐對稱布置。伸臂桁架的截面高度為 ~，豎向間距為 68~90m。主樓的黃型層結(jié)構(gòu)平面示于圖 19。 ： (1)大廈主樓采用以矩形鋼管混凝土柱為主體的芯筒框架體系。 (4)大廈的抗震設(shè)防烈度為 7 度。地下車庫 共 3 層，擁有 868 個停車位。副樓，地面以上33 層，高 120m，公寓面積 179。 15 深圳地王大廈 ： (1)深圳市于 1996 年建成的地王商業(yè)大廈，按其使用功能可分為辦公樓 (主樓 )、公寓樓 (副樓 )、商場和地下車庫四部分，總建筑面積為 179。 (3)支撐筒的角柱，采用鋼筋混凝土柱，其內(nèi)部埋設(shè)三根小鋼柱，用來分別與三個方向支撐的斜桿和水平桿相連接 (圖 17b)。遠遠望去，整座大樓宛如幾立在海邊的一座光彩奪目的多棱晶體。 13 香港中國銀行大樓 ： (1)香 港于 1989 年建成的新的中國銀行大樓，地面以上 70 層，高 315m，屋頂天線的頂端高度為 368m；底段建筑平面為正方形，底層平面尺寸為 52m179。各榀桁架在鋼筋混凝土筒體上的支座也都設(shè)計成剛性連接。鋼桁架之上為型鋼次梁和以壓型鋼板為底模的組合樓扳。 104 ㎡。 (6)為減小主樓側(cè)向剛度的劇變，混凝土芯筒截面厚度的變化，與外圈框架鋼柱截面尺寸的變化，不設(shè)置在同一樓層，而是錯開一或兩個樓層。 圖 12 大連遠洋大廈典型層結(jié)構(gòu)平面 (4)外圈框架，地下 1 層至地上 6 層，采用型鋼混凝土柱和鋼筋混凝土梁； 7層以上，采用鋼柱和鋼梁；但第 7 至第 9 層，鋼柱外側(cè)按構(gòu)造要求包以鋼筋混凝土。鋼筋混凝土芯筒沿樓面中心的服務(wù)性面積周圍布置，平面尺寸為 179。 104 ㎡。圖 11(a)為軸線 ○ E 或 ○ F 的結(jié)構(gòu)縱剖面；圖 11(b)為軸線⑤或 ? 結(jié)構(gòu)橫剖面 。，房屋高寬比為 ，典型層結(jié)構(gòu)平面如圖 10 所示。 8 大連世界貿(mào)易大廈 ： (1)大連世界貿(mào)易大廈主樓，地下 4 層，埋深 ；地上 51 層，屋面高 202m，建筑總高度為 243m。鋼梁的間距與內(nèi)、外框筒的柱距相同，也是 3m，使鋼梁與內(nèi)、外框筒的各根鋼柱一一對應。 21m，外框筒子為 45m179。地下室，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；地面以上1~3 層，采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)； 4 層以上，采用全鋼結(jié)構(gòu)。 7 北京國貿(mào)中心大廈 ： (1)北京于 1989 年建成的中國國際貿(mào)易中心大廈的主樓，建筑面積為 179。主樓的典型層結(jié)構(gòu)平面、墻 板布置平面和結(jié)構(gòu)橫剖面，分別示于圖 8(a)、 (b)和 (c)。 )。 6 京廣中心大廈 筑概況： (1)北京市京廣中心大廈主樓，地下 3 層，基礎(chǔ)埋深為 ；地上 51 層，另有屋頂小塔樓兩層，總高度為 208m。 ： (1)結(jié)構(gòu)第一階段抗震設(shè)計，按 7 度、Ⅳ類場地進行結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移驗算。 104kN(圖 4b)。 圖 2 上海環(huán)球金融中心大廈 （ a）大樓上段結(jié)構(gòu)平面；（ b）大樓下段結(jié)構(gòu)平面；（ c）結(jié)構(gòu)剖面 4 圖 3 型鋼混凝土框筒的構(gòu)件代 表性截面 (a)框筒立柱； (b)窗裙梁 (5)根據(jù)地基勘察報告，采取地面下 80m 深的細砂層作為大樓的地基持力層；并采取鋼管樁和筏形基礎(chǔ)。 3 (2)由于內(nèi) 筒的高寬比值較大，約為 14，為了抑制內(nèi)筒的過大彎曲變形，并使外筒翼緣框架中央各柱更充分地參與抵抗傾覆力矩，在大樓上、中段的各設(shè)備層或避難層，設(shè)置縱、橫向剛性伸臂桁架和沿外框筒周邊的環(huán)向桁架，以加強內(nèi)、外筒之間的連接。 圖 1 為大廈模型的外觀。主樓，地下 3 層；地上 95 層，高 460m；總建筑面積為 179。同時在工程實踐中，發(fā)揮我院原有的技術(shù)優(yōu)勢，和熟悉天津情況的地利人和等優(yōu)勢條件，把我院的設(shè)計水平提高到一個新的高度，達到與我們大院相匹配的設(shè)計地位。對先進的結(jié)構(gòu)技術(shù)和材料缺乏了解軟件有硬件的不完備。 1 超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與研究 –結(jié)構(gòu)設(shè)計專項課題 前 言 近年來，天津市的城建工作隨著海河開發(fā)和地鐵的建設(shè)工程，尤其的濱海開發(fā)區(qū)戰(zhàn)略的確立，天津市城區(qū)的房地產(chǎn)市場有了非常迅猛的發(fā)展態(tài)式，一大批高檔酒店、高級公寓、高檔寫字樓及高層住宅紛紛投資開發(fā)，許多國內(nèi)外著名的房地產(chǎn)開發(fā)商涌向津門。開發(fā)商對我們的設(shè)計產(chǎn)品提出了嚴格的要求，同時也期待我們院提供技術(shù)更先進、經(jīng)濟更合理的建筑， 這使我們深深的感到我們的技術(shù)儲備不足，人才儲備不足。結(jié)合天津市的自然條件，努力追趕國內(nèi)外的先進技術(shù)水平。 2 二 ． 國內(nèi)外超高層建筑的基本情況 上海環(huán)球金融中心大廈 ： (1)上海環(huán)球金融中心大廈 (Shanghai World Financial Center)位于上海浦東陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)。 (3)塔樓頂部橫穿樓房的圓形洞口中， 架設(shè)觀光橋廊，并設(shè)置美術(shù)展廳、咖啡廳等，提供了從 400m 高度處眺望上海市及其郊區(qū)美景的休息場所。大樓的上、中段結(jié)構(gòu)平面和結(jié)構(gòu)剖面示于圖 2。型鋼混凝土框筒的立柱和窗裙梁的代表性截面如圖 3 所示。據(jù)計算結(jié)構(gòu)底面剪力 V0=14179。 (4)為防止風荷載作用下引起大樓使用者的風振不適感，分別按重現(xiàn)期為 10年、 5 年、 1 年時大樓頂部風速為 48m/s、 44m/s、 37m/s，對大樓進行風振加速度驗算。 (2)在大樓頂部第 95 層內(nèi)安裝 SSD 阻尼裝置，以減小水平荷載引起的大樓振動幅值。 /21=176。 (1)主樓結(jié)構(gòu)屬框架 墻板體系。 (3)主樓底層至第 6 層，以及第 23 層和第 38 層，因為層高較大，預制墻板太重，乃改用抗推剛度相當?shù)匿撝?代換混凝土墻板。 (2)主樓采用鋼結(jié)構(gòu)筒中筒體系。內(nèi)框筒的平面尺寸為 21m179。 圖 9 北京市中國國際貿(mào)易中心大廈 (a)典型層結(jié)構(gòu)平面； (b)結(jié)構(gòu)剖面 (4)內(nèi)、外筒之間的跨度為 12m 的鋼梁兩端，采用鉸接構(gòu)造分別簡支于內(nèi)筒和外筒的鋼柱上。 這些支撐和環(huán)梁的設(shè)置，也有利于減小框筒的剪力滯后效應，減緩框筒角柱的應力集中，提高框筒的整體抗彎能力。 (2)主樓采用“鋼 混凝土”混合結(jié)構(gòu)，樓層平面的結(jié)構(gòu)軸線尺寸為 179。 (2)為提高結(jié)構(gòu)體系的抗推剛度，于第 30 層和 45 層，沿芯筒縱、橫墻體，各設(shè)置一道一層樓高的伸臂鋼桁架 (剛臂 )和外圈鋼桁架 (環(huán)梁 )，將外圈鋼柱與芯筒連為一體，參與整體抗彎。主樓建筑面積為 179。 (3)主樓采用“混凝土芯筒 鋼框架”結(jié)構(gòu)體系。典型樓層的結(jié)構(gòu)平面如圖 12 所示。主樓 6 層以上的各層樓蓋，采用焊接工字形鋼梁和以壓型鋼板為底模的現(xiàn)澆混凝土組合樓板?？偨ㄖ?積約為 6179。 ，采用直接擱置于角筒上的大跨度鋼桁架來承托。為了保證空腹桁架的幾何不變性，桁架的各節(jié)點設(shè)計成全剛性連接 (對接剖口熔透焊 )。溫度變化引起的弦桿附加軸力最大值達 30%。結(jié)構(gòu)上配合采用大型支撐筒體系，將部分斜桿外露。 14 圖 17 香港中國銀行的立體支撐體系 (a)內(nèi)、外支撐的平面位置； (b)鋼筋混凝土角柱； (c)南立面大型支撐 (2)每片支撐“ A”，是以 13 個樓層高度為一個節(jié)間 (圖 17c)，每隔 12 個樓層 設(shè)置一道一層樓高的桁架式水平桿；支撐的每根斜桿均跨越 12 個樓層高度，斜桿的傾角接近 45 度。中心柱由頂層向下延伸到第 25 層處終止，并通過立體斜撐將其 所承擔的重力荷載分別傳遞至 4 根角柱。 104 ㎡。 104 ㎡。 圖 18 為地王大廈建成后的主樓外觀。 ㎡，地面粗糙度屬 C 類。樓面外圈框 架由鋼梁和矩形鋼管混凝土柱構(gòu)成，樓面中段，外柱的位置與芯筒各片橫墻對齊，柱距為；樓面兩端的半徑為 的半圓部分，沿外緣均勻地布置 5 根外柱。從而使外圈框架各柱與芯筒共同組成一個整體豎向抗彎構(gòu)件，抵抗整座大樓水平荷載引起的傾覆力矩。 ③于軸線 ○B(yǎng) ~○G，在軸線① —— ②和⑤ —— ⑥兩個柱間內(nèi)，各設(shè)置一列由型鋼斜桿組成的豎向支撐 (圖 20b)，以提高 ○ B、 ○G軸線構(gòu)件因負擔半圓形樓面水平荷載而需加強的抗推剛度和承載力。 18 廣州新中國大廈 ： (1)廣州市于 1999 年建成的新中國大廈，地下 5 層，地下室底板面標高為；地面以上 51 層，高 。 ： (1)樓主體結(jié)構(gòu)采用由鋼管混凝土柱 組成的芯筒框架體系。 12m。每個剛性層內(nèi)，沿房屋橫向設(shè)置 8 榀伸臂桁架，將外圈鋼管混凝土框架柱與鋼筋混 凝土芯筒相連接，形成橫向剛臂。地下室為停車場，地上 1~10 層為商場、餐廳，第 1 2 42 層為避難層，第 1 2 43 層 為設(shè)備層，其余樓層均用于辦公。根據(jù)建筑物的使用功能分區(qū)和樓面布局，大廈主體結(jié)構(gòu)采用鋼管混凝土框架 芯筒體系，樓面中心部位設(shè)置由縱向和橫向型鋼混凝土墻體組成的芯筒，樓面外圈采用由鋼管混凝土柱與鋼筋混凝土梁構(gòu)成的框架，縱向柱距為 ，橫向柱距為 7m 和 ，大廈典型樓層的結(jié)構(gòu)平面示于圖 22(a)。 圖 24 芯筒內(nèi)型鋼暗柱的平面布置 圖 23 廣州合銀廣場的 結(jié)構(gòu)剖面 21 深圳八一大廈 ，主樓的建筑平面采用正八邊形，總寬度為 50m；地面以上共 81 層，高 288m。芯筒的高寬比為 。 22 浦東國際金融大廈 ： 圖 26 浦東國際金融大廈建筑平面 (a)中層段 (第 6~21 層 )； (b)高層段