【正文】 加了延性，避免形成對(duì)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(yàn)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(gè)加勁層。兩對(duì)邊 鋼框架軸線間的距離為 179。 12m 圖 32a 賽格廣場(chǎng)大廈的加勁層 27 天津國(guó)貿(mào)中心 ： 天津國(guó)貿(mào)中心是一座集會(huì)議、酒店、寫(xiě)字樓及高級(jí)公寓于一身的綜合性大廈，建筑面積 23 萬(wàn)㎡ (其中地上 萬(wàn)㎡，地下 萬(wàn)㎡ )。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(jìn)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(jī)停機(jī)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(gè)避難層，各設(shè)置 高即整層樓高的鋼桁架；同時(shí)將該兩層的周邊梁設(shè)計(jì)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(biāo)高 ；地上 61 層，高 189m，上有屋項(xiàng)小塔樓 5層，屋面標(biāo)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(gè)邊為通道，開(kāi)設(shè)了 3m寬的洞口；為了補(bǔ)強(qiáng)，將這兩個(gè)邊的墻體加厚。房屋的高寬比為 。 圖 22 廣州合銀廣 場(chǎng)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(dá)到 ，抗推剛度顯然不足，為了加強(qiáng)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(diǎn)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(duì)應(yīng)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(jìn)行抗震設(shè)防。外框架柱還利用寬扁梁進(jìn)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(chǎng)地屬Ⅱ類(lèi)。因?yàn)椴捎玫氖菃涡睏U中心支撐，所以，同一軸上的兩列豎向支撐對(duì)稱(chēng)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(chē)庫(kù) 共 3 層，擁有 868 個(gè)停車(chē)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(chǎng)和地下車(chē)庫(kù)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(lái)分別與三個(gè)方向支撐的斜桿和水平桿相連接 (圖 17b)。遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(guó)銀行大樓 ： (1)香 港于 1989 年建成的新的中國(guó)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(jì)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(cuò)開(kāi)一或兩個(gè)樓層。 圖 12 大連遠(yuǎn)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?chē)贾茫矫娉叽鐬?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(duì)應(yīng)。 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(guó)貿(mào)中心大廈 ： (1)北京于 1989 年建成的中國(guó)國(guó)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(jì)，按 7 度、Ⅳ類(lèi)場(chǎng)地進(jìn)行結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移驗(yàn)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(bào)告，采取地面下 80m 深的細(xì)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(guò)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(qiáng)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(shí)在工程實(shí)踐中，發(fā)揮我院原有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，和熟悉天津情況的地利人和等優(yōu)勢(shì)條件，把我院的設(shè)計(jì)水平提高到一個(gè)新的高度，達(dá)到與我們大院相匹配的設(shè)計(jì)地位。對(duì)先進(jìn)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(jì)與研究 –結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專(zhuān)項(xiàng)課題 前 言 近年來(lái)，天津市的城建工作隨著海河開(kāi)發(fā)和地鐵的建設(shè)工程，尤其的濱海開(kāi)發(fā)區(qū)戰(zhàn)略的確立，天津市城區(qū)的房地產(chǎn)市場(chǎng)有了非常迅猛的發(fā)展態(tài)式，一大批高檔酒店、高級(jí)公寓、高檔寫(xiě)字樓及高層住宅紛紛投資開(kāi)發(fā)，許多國(guó)內(nèi)外著名的房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商涌向津門(mén)。開(kāi)發(fā)商對(duì)我們的設(shè)計(jì)產(chǎn)品提出了嚴(yán)格的要求，同時(shí)也期待我們?cè)禾峁┘夹g(shù)更先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)更合理的建筑， 這使我們深深的感到我們的技術(shù)儲(chǔ)備不足，人才儲(chǔ)備不足。結(jié)合天津市的自然條件，努力追趕國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)水平。 2 二 ． 國(guó)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(chǎng)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(jì)算結(jié)構(gòu)底面剪力 V0=14179。 (4)為防止風(fēng)荷載作用下引起大樓使用者的風(fēng)振不適感，分別按重現(xiàn)期為 10年、 5 年、 1 年時(shí)大樓頂部風(fēng)速為 48m/s、 44m/s、 37m/s，對(duì)大樓進(jìn)行風(fēng)振加速度驗(yàn)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(dòng)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?yàn)閷痈咻^大，預(yù)制墻板太重，乃改用抗推剛度相當(dāng)?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(guó)國(guó)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(jiǎn)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(yīng)，減緩框筒角柱的應(yīng)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。總建筑面 積約為 6179。 ，采用直接擱置于角筒上的大跨度鋼桁架來(lái)承托。為了保證空腹桁架的幾何不變性，桁架的各節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)成全剛性連接 (對(duì)接剖口熔透焊 )。溫度變化引起的弦桿附加軸力最大值達(dá) 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(guó)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(gè)樓層高度為一個(gè)節(jié)間 (圖 17c)，每隔 12 個(gè)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(gè)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(guò)立體斜撐將其 所承擔(dān)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(lèi)。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(duì)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(gè)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(gè)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(fù)擔(dān)半圓形樓面水平荷載而需加強(qiáng)的抗推剛度和承載力。 18 廣州新中國(guó)大廈 ： (1)廣州市于 1999 年建成的新中國(guó)大廈，地下 5 層，地下室底板面標(biāo)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(gè)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(chē)場(chǎng)，地上 1~10 層為商場(chǎng)、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(chǎng)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(guó)際金融大廈 ： 圖 26 浦東國(guó)際金融大廈建筑平面 (a)中層段 (第 6~21 層 )； (b)高層段