上海中心大廈

1、上海中心大廈工程概況 上海中心大廈位于上海陸家嘴金融中心區(qū)Z3-1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(mǎn)足公眾審美層面與專(zhuān)業(yè)審美層面的標(biāo)志性、地標(biāo)性建筑，成為商務(wù)活動(dòng)中心，商務(wù)交流休憩中心和市民休閑娛樂(lè)中心。該項(xiàng)目用地面積30370平米，地上建筑面積38萬(wàn)平米，地下建筑面積16萬(wàn)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(gè)區(qū)，底部為1個(gè)裙房商業(yè)區(qū)，上部包括4個(gè)辦公區(qū)、2個(gè)酒店/服務(wù)公寓區(qū)、1個(gè)全球企業(yè)館和頂部的觀景區(qū)，每個(gè)區(qū)由兩層高的設(shè)備層及避難層分隔。建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系的選型上海中心建

2、筑高度632m，結(jié)構(gòu)高度580m，底部外圈直徑83m, 結(jié)構(gòu)高寬比7.0，內(nèi)部核心筒尺寸為3Omx3Om,核心筒高寬比19.3, 核心筒占底層平面面積的16.6%經(jīng)過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外多個(gè)超高層建筑進(jìn)行分析, 發(fā)現(xiàn)對(duì)于超高層建筑來(lái)說(shuō), 結(jié)構(gòu)整體高寬比、核心筒高寬比和核心筒所占面積比例是影響超高層建筑的關(guān)鍵因素。對(duì)于上海中心來(lái)說(shuō), 由于核心筒尺寸較小, 導(dǎo)致核心筒的抗側(cè)剛度較弱, 因此, 如何有效提高外部框架結(jié)構(gòu)參與塔樓整體工作, 成為了結(jié)構(gòu)體系選型的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。通過(guò)對(duì)多方案的比較, 上海中心采用了巨型框架一核心筒一伸臂析架結(jié)構(gòu)體系,該結(jié)構(gòu)體系突出的優(yōu)點(diǎn)是一方面結(jié)構(gòu)效率很高, 可以充分利用結(jié)構(gòu)材料抵抗重

3、力和水平荷載,從而降低結(jié)構(gòu)造價(jià),另一方面,該體系為建筑創(chuàng)造了外立面大空間的感覺(jué),從而最大限度地提高建筑外立面的通透度。塔樓抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系巨型框架-核心筒-伸臂桁架結(jié)構(gòu)體系核心筒核心筒巨巨型柱型柱環(huán)帶桁架環(huán)帶桁架伸臂桁架伸臂桁架伸臂桁架伸臂桁架+環(huán)帶桁架環(huán)帶桁架環(huán)帶環(huán)帶桁架桁架上海中心大廈采用了巨型框架伸臂核心筒結(jié)構(gòu)體系。巨型框架結(jié)構(gòu)由八根巨柱和每個(gè)加強(qiáng)層設(shè)置的兩層高箱型空間桁架相連而成。六道兩層高的伸臂桁架分別布置在第二、四、五、六、七和八區(qū)頂部，連接中心的鋼筋混凝土核心筒和巨型框架結(jié)構(gòu)。在各個(gè)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)。巨柱底部最大截面尺寸為5300mmx3700mm

4、，核心筒底部最大厚度為1200mm。徑向桁架徑向桁架塔樓抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系受力特點(diǎn) 核心筒是結(jié)構(gòu)的主要抗側(cè)力構(gòu)件，承擔(dān)大部分水平荷載。伸臂桁架連接外框架和核心筒，使巨型柱起到拉壓桿的作用，極大地提高了建筑截面的抗彎剛度，能有效較小整個(gè)結(jié)構(gòu)在傾覆力矩下產(chǎn)生的側(cè)移。巨型柱布置方案15區(qū)平面8根主巨柱+4根角柱68區(qū)平面8根主巨柱區(qū)段區(qū)段截面（截面（m）砼等級(jí)砼等級(jí)含鋼率含鋼率8主：1.9x2.4C504%7主：2.3x3.3C504%6主：2.5x4.0C604%5主：2.6x4.4C604%次：1.2x4.5C604%4主：2.8x4.6C604%角：1.5x4.8C604%3主：3.0 x4.8C

5、704%角：1.8x4.8C704%2主：3.4x5.0C704%角：2.2x5.0C704%1主：3.7x5.3C705%角：2.4x5.5C704%巨型柱截面優(yōu)化設(shè)計(jì)a)九肢型鋼分散布置，需通過(guò)綴板連接以協(xié)調(diào)抗力。但型鋼肢數(shù)越多，傳力越不直接，各肢協(xié)同工作的難度越大。b)伸臂只和中間三肢型鋼直接連接，需要通過(guò)大量的綴板連接后才能把力傳遞給其他六肢，傳力途徑不直接。c)型鋼間聯(lián)系很弱，依靠綴板傳力在節(jié)點(diǎn)區(qū)應(yīng)力集中處，易產(chǎn)生縱向劈裂破壞和剪切破壞。d)抗震性能不好。第一階段：九肢格構(gòu)式鋼骨巨型柱截面優(yōu)化設(shè)計(jì)第二階段：“王”字形實(shí)腹式鋼骨改進(jìn)：a)可有效解決協(xié)同抗力和剪切破壞兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。b)鋼

6、骨內(nèi)部形成約束混凝土，提高巨型柱的抗壓能力和延性。c)在節(jié)點(diǎn)區(qū)域與伸臂和環(huán)帶桁架的連接較方便，伸臂和環(huán)帶的力可直傳遞給整個(gè)鋼骨。d)鋼骨可在工廠焊接完成，現(xiàn)場(chǎng)可整體吊裝，減少了現(xiàn)場(chǎng)焊接量。巨型柱截面優(yōu)化設(shè)計(jì)第三階段：16區(qū)：“王”字形實(shí)腹式鋼骨78區(qū)：“日”字形實(shí)腹式鋼骨改進(jìn)：在78區(qū)，將中間大腹板和兩側(cè)翼緣合二為一，形成“日”字型鋼骨，整體性更好，相同含鋼率前提下，鋼骨抗彎承載力更好。“日”字型鋼骨焊接量減少。78區(qū)的巨柱尺寸減小，即使將腹板拉開(kāi)到兩側(cè)，也能方便實(shí)現(xiàn)與伸臂的連接。核心筒布置形式78區(qū)56區(qū)14區(qū)a) 上部為十字形布置b) 中部為切角方形布置c) 底部為方形布置核心筒尺寸區(qū)段區(qū)

7、段混凝土等級(jí)混凝土等級(jí)翼墻厚翼墻厚(mm)腹墻厚腹墻厚(mm)翼墻鋼板翼墻鋼板含鋼率含鋼率腹墻鋼板腹墻鋼板含鋼率含鋼率1C6012009004%(1F3F)3%(4F8F)2%(1F3F)1.5%(4F8F)2C6012009002%(9F13F)1.5%(9F13F)3C6010008004C608007005C607006506C606006007C606005008C60600500伸臂桁架樓面體系幕墻支撐體系上海中心大廈的幕墻采用獨(dú)特的內(nèi)外分離式雙層幕墻系統(tǒng)，其內(nèi)幕墻沿著樓板邊界呈圓柱形布置。外幕墻平面形狀為與主體樓面內(nèi)切的圓角三角形，在高度方向，三角形的外幕墻繞著主體樓面逐層旋轉(zhuǎn)、收縮，從而形成非常獨(dú)特的建筑造型和外部立面，并在內(nèi)外幕墻之間形成貫通一個(gè)功能區(qū)的1215層高的中庭空間。由于外幕墻遠(yuǎn)離主體結(jié)構(gòu)，其幕墻板塊重量和水平風(fēng)力無(wú)法直接傳遞至相應(yīng)標(biāo)高的樓面結(jié)構(gòu)。為此，設(shè)計(jì)了一個(gè)非常特殊的分區(qū)懸掛式幕墻支撐系統(tǒng)作為玻璃幕墻支撐結(jié)構(gòu)。外層玻璃幕墻外層玻璃幕墻內(nèi)內(nèi)層玻璃幕墻層玻璃幕墻玻璃幕墻分區(qū)懸掛支撐系統(tǒng)結(jié)合主體結(jié)構(gòu)豎向分區(qū)情況，整個(gè)幕墻系統(tǒng)分8段懸掛于每區(qū)設(shè)備層的徑向桁架外端，每段約承擔(dān)1