上海中心大厦塔楼结构设计

1、上海中心大厦塔楼结构设计丁洁民，巢斯，赵昕背同济大学建筑哎设计研究院（氨集团）有限公拔司，上海市四霸平路扮1239柏号目录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc240635039 上海中心大厦塔楼结构设计 PAGEREF _Toc240635039 h 1 HYPERLINK l _Toc240635040 摘要 PAGEREF _Toc240635040 h 2 HYPERLINK l _Toc240635041 1 工程概况 PAGEREF _Toc240635041 h 3 HYPERLINK l _Toc240635042 2 结构体系 PAGEREF _To

2、c240635042 h 4 HYPERLINK l _Toc240635043 3 主要分析结果 PAGEREF _Toc240635043 h 6 HYPERLINK l _Toc240635044 3.1 结构动力特性 PAGEREF _Toc240635044 h 6 HYPERLINK l _Toc240635045 3.2 地震作用分析结果 PAGEREF _Toc240635045 h 6 HYPERLINK l _Toc240635046 3.3 风荷载分析结果 PAGEREF _Toc240635046 h 7 HYPERLINK l _Toc240635047 4 关键设计

3、问题 PAGEREF _Toc240635047 h 8 HYPERLINK l _Toc240635048 4.1 巨柱受力性态分析及设计 PAGEREF _Toc240635048 h 8 HYPERLINK l _Toc240635049 4.2 组合钢板剪力墙设计 PAGEREF _Toc240635049 h 11 HYPERLINK l _Toc240635050 4.3 基于性能的抗震设计 PAGEREF _Toc240635050 h 12 HYPERLINK l _Toc240635051 4.4 风工程研究 PAGEREF _Toc240635051 h 13 HYPERL

4、INK l _Toc240635052 4.5 结构控制 PAGEREF _Toc240635052 h 13 HYPERLINK l _Toc240635053 4.6 弹塑性动力分析 PAGEREF _Toc240635053 h 14 HYPERLINK l _Toc240635054 4.7 考虑施工过程的非荷载效应分析 PAGEREF _Toc240635054 h 15 HYPERLINK l _Toc240635055 4.8 抗连续倒塌分析 PAGEREF _Toc240635055 h 16 HYPERLINK l _Toc240635056 5 结论 PAGEREF _To

5、c240635056 h 17 HYPERLINK l _Toc240635057 6 参考文献 PAGEREF _Toc240635057 h 18摘要俺疤上海中心大厦靶建筑搬高度为翱632m耙，拌位于台风影响安区和碍7吧度抗震设防霸地区，建成后扒将成为中国第班一高楼。由于盎高度超高、建叭筑形态复杂、稗风荷载及地震凹作用显著，搬为实现其高效敖和安全的结构岸设计，需解决挨众多的技术办难题隘。板本文对上海中蔼心大厦的结构蔼设计进行了介百绍。蔼首先介绍了项罢目概况，包括懊项目定位及功靶能、设计团队氨构成、建筑形八态特征以及采暗用的基础形式般。其次对结构胺体系构成和主案要的结构分析氨结果进行介绍懊，

6、主要内容包安括本项目采用爸的巨型框架案-奥伸臂阿-凹核心筒混合结拔构体系的各组傲成部分和主要俺的地震和风荷碍载分析结果。蔼最后对项目结凹构设计的斑关键技术问题爱进行了介绍，瓣包括巨柱受力熬性态分析、组哀合钢板剪力墙扳设计、基于性扮能的抗震设计埃、风工程研究扳、结构控制、颁弹塑性动力分拔析、非荷载效笆应分析以及抗跋连续倒塌分析笆等。案关键词：吧上海中心大厦埃、结构设计、芭巨型框架伴-隘伸臂绊-翱核心筒体系、癌混合结构1 工程概况翱上海中心大厦埃位于办上海陆家嘴金白融中心区昂Z3-1氨地块，基地邻奥近有上海金茂背大厦、上海环捌球金融中心等笆多幢超高层建盎筑败。氨上海中心氨大厦建成后将碍成为满足公众

7、巴审美层面与专懊业审美层面的扳标志性、地标埃性建筑，成为坝商务活动中心皑，傲商务交流休憩昂中心霸和百市民休闲娱乐拜中心唉。办该项目拜用地面积拜30370叭平米，地上建办筑面积爸38爸万平米，地下爱建筑面积阿16吧万平米，建筑搬总高度为芭632m肮，结构高度为懊574m坝。翱上海中心大厦版地下瓣5百层，地上耙124暗层案，摆大楼沿竖向划哀分氨9懊个区，底部为岸1皑个裙房商业区疤，上部包括哎4芭个办公区、吧2稗个酒店笆/板服务公寓区、耙1板个全球企业馆傲和顶部的观景暗区，每个区由捌两层高的设备般层捌及避难层芭分隔。跋 奥 绊图昂1 百垂直分区及建捌筑形态肮本项目爸设计团队体现伴了较强的耙国际化澳和

8、专业化特征叭。绊方案及初步设哎计阶段设计总拜包为美国凹GENSLE埃R搬事务所，设计跋咨询及施工图蔼阶段设计总包癌为同济大学建疤筑设计研究院挨（集团）有限罢公司，方案及阿初步设计阶段胺结构专业及机柏电专业的设计埃顾问澳分别板为美国的笆THORNT稗ON TOM胺ASETTI绊和耙CONSEN伴TINI芭公司。办此外，设计团板队还包括各专半项设计咨询公翱司如美国坝SWA胺（景观设计）斑，加拿大八RWDI邦（风工程咨询疤），香港利比岸工料测量师事背务所（工料测板量）和美国高隘纬环球（垂直盎交通）等等。斑上海中心大厦啊立面形态基本巴几何元素碍为由三段圆弧蔼构成的圆导角瓣三边形（挨图凹1暗）。笆旋转上

9、升并均佰匀缩小，演进败为一个平滑光板顺的非线性扭办曲面，形成了暗大厦独特的立巴面造型。柔和绊的、旋转上升傲的优雅曲面，昂与金茂大厦的搬传统宝塔造型鞍和环球金融的埃现代简约风格佰形成的显著的般区别和互补，爸进而在小陆家办嘴地区构成了懊一个和谐的品爱字型超高层组啊群。隘本项目桩基采安用钻孔灌注桩埃。为确保桩基半质量，采用了爱后注浆工艺。碍塔楼部分桩径埃均为熬1m碍，核心区桩长敖为艾56m板，扩展区桩长按为坝52m翱，持力层为伴9-2-1板层粉砂，单桩俺承载力为佰1000岸吨，塔楼部分吧总桩数为般9叭55矮根。霸塔楼筏板厚度挨约为碍6m隘。版本项目基坑面拔积约八34960百平方米，基地扒呈四边形，边

10、斑长约瓣200m柏。本工程设啊5袄层地皑下室熬，裙房区域开柏挖深度约熬26.3m百，塔楼区域开跋挖深度约癌31.1m柏。围护结构采摆用地下连续墙拜，围护总周长半约拌768m昂。2 结构体系鞍结合建筑立面艾及平面布置，罢上海中心大厦胺采用了癌巨型框架伸臂柏核心筒结构板体系（图背2碍）。沿高度方叭向奥在第二、四、隘五、六、七和巴八区耙共设置了六道疤两层高的胺伸臂桁架昂。皑各区均设置有八两层高的颁箱型耙环带桁架奥。板巨柱板底部最大截面哀尺寸为邦5300mm挨x3700m爸m把，核心筒底部败最大厚度为阿1200mm败。在各个分区按的避难层均设胺置了径向桁架哀作为幕墙结构熬的支撑系统。暗巨型框架由八白根

11、氨巨柱和每个加奥强层设置的两版层高箱型空间隘桁架相连而成安。摆巨型框架的八鞍根巨柱在第八班区终止，四根版角柱在第五盎区终止。在六班区以下沿建筑把对角位置布置靶的笆4盎根角柱主要用唉于减少箱型空摆间桁架的跨度澳。箱型空间桁搬架扮是拌抗侧力体系巨瓣型框架的一部袄分肮，同时也是建笆筑周边靶重力柱吧的案转换桁架岸。爱作为巨柱之间扳的有效巴连接，箱型埃空间桁架耙与扮巨柱癌共同形成邦巨型框架结构澳体系。坝伸臂桁架的设氨置可以有效地摆减小水平荷载邦（风、地震荷懊载等）作用下盎结构的侧移和熬核心筒体承担斑的弯矩。由于皑加强层捌具有较强的案抗弯刚度，对扒与之相连的拜巨柱傲有很强的约束埃作用。在每个熬加强层部位，

12、稗结构的受拉侧拌巨柱百对加强层作用败有向下的集中昂力，而结构受拜压侧熬巨柱爱对加强层作用肮有向上的集中巴力。这两个力捌形成一对力偶疤，平衡了核心邦筒在水平荷载矮作用下承担的拌一部分弯矩内翱力，斑减小邦结构的变形。捌核心筒平面形矮状沿高度根据碍建筑平面功能懊作相应调整，昂底部为蔼29mx29矮m爱的方形布置，鞍中部为切角方挨形布置，顶部懊为十字形布置皑（图肮3安）。在建筑底般部，为减小核罢心筒墙体厚度扳，增加底部加霸强区延性，在绊核心筒内埋设芭了钢板。地下捌室范围内在巨傲柱和核心筒之懊间设置有五层懊高的翼墙。翼柏墙的设置一方埃面增加筏板抗按冲切承载力、艾减小基础的差挨异变形，另一八方面为地下室鞍

13、提供较大的剪爱切刚度，满足盎地下室顶部嵌霸固的刚度要求般。伸臂桁架伸臂桁架伸臂桁架伸臂桁架伸臂桁架伸臂桁架爱a. 稗典型剖面澳b. 鞍伸臂桁架俺c. 巴环带桁架哎d. 盎径向桁架颁图爱2凹 啊结构体系构成熬a斑. 蔼14疤区核心筒建筑隘平面板b. 百57奥区核心筒建筑扮平面俺图扮3鞍 盎核心筒平面布凹置图耙在塔楼顶部斑建筑疤形态扮较为特别盎，需要设计合捌理有效板的拌结构翱系统罢。目前埃塔冠结构由三跋部分组成：鳍芭状竖向桁架、吧双向桁架和八岸角形带斜撑的背钢框架体系。般塔冠三维等轴拔视图佰见图熬4皑。埃白a. 哀塔冠建筑剖面巴b. 柏塔冠结构三维柏等轴视图扳图俺4安 昂塔冠剖面及结伴构体系按3

14、凹主要分析结果碍3.1 佰结构动力特性八结构前三阶周背期霸分别为岸9.04s岸，班8.90s熬和袄5.56s叭，分别为颁X柏向一阶平动，拔Y爸向一阶平动和背一阶扭转振动唉。俺振型见图哀5翱。由于第一阶瓣周期约案9s岸左右，周期较暗长，在柏反应谱和时程蔼分析啊中充分考虑了板长周期效应的凹影响。绊a. 颁第一模态癌T1=9.0颁4S矮b. 搬第二模态办T2=8.9安0S颁c. 半第三模态斑T3=5.5瓣6S芭图邦5袄 挨结构叭振型颁3.2 凹地震作用分析靶结果败叭抗震分析中采瓣用的阻尼比氨对多遇、基本版和罕遇地震烈拌度分别取为暗4.0%俺，稗4.0%吧和芭5.0%敖，败周期折减系数盎分别取为败0.

15、90袄，岸0.95蔼和扒1.00傲。背抗震设计中采矮用的反应谱信佰息如下：霸多遇地震作用俺采用场地超越办概率霸10%哀并取折减系数半为罢0.35百的反应谱和规柏范捌50佰年超越概率为靶63%八的反应谱的包稗络谱；盎 坝基本地震作用爱采用规范皑50肮年肮10%疤超越概率的地叭震动反应谱；摆罕遇地震作用坝采用规范佰50傲年扒2%拜超越概率的地凹震动反应谱；阿 翱图俺6伴 多遇地震反矮应谱疤多遇地震作用阿下，结构在拔X拔向和傲Y碍向的最大层间班位移角分别为半1/549唉和绊1/637哎，所在楼层分暗别为扳91F鞍和拜92F柏。基本烈度地拔震作用下，结傲构在耙X拌向和昂Y袄向的最大层间把位移角分别为啊

16、1/208扳和颁1/239熬，所在楼层也奥同样分别为哀91F把和哎92F伴。笆多遇及基本烈笆度下的层间位办移角曲线见图耙7罢。奥a 稗多遇地震背b 扳基本地震敖图按7鞍 盎地震作用下层疤间位移角翱3.3 稗风荷载分析结埃果阿办对强度验算、吧刚度验算和舒叭适度验算分别凹取班100碍年一遇、把50稗年一遇和跋10颁年一遇的风荷跋载。阻尼比分八别取为扳4.0%般，霸4.0%靶和瓣1.0%安，连梁刚度分爱别取为艾0.5阿，熬1.0按和矮1.0胺。刚度验算风般荷载下最大层靶间位移角为懊1/48按7澳，所在楼层为安124把层。艾由于上海中心八大厦高度超高哀，且周期较长板，在单向风作岸用下同时存在白顺风向风

17、荷载败和横风向风荷板载，且横风向绊风荷载更为显班著。在进行风扳荷载下位移验案算时，考虑了安顺风向风荷载袄和横风向风荷按载同时作用的蔼情况。单风向傲作霸用下，考虑顺拌风向及横风向绊风荷载变形合靶成的层间位移疤角结果见图巴8挨。傲图芭8败 邦风荷载傲下层间位移角笆4 邦关键设计问题皑4.1 癌巨柱受力性态傲分析及设计颁外围巨型框架敖承担了一半的埃重力荷载、水靶平剪力，承担百了大部分的倾俺覆力矩。在竖安向承载体系和爸抗侧力体系中败占据重要地位八。白巨型框架和核搬心筒承担荷载稗比例见表澳1哎。半表挨1 澳巨型框架和核搬心筒底部反力捌比例案构件坝重力把剪力半倾覆力矩颁巨型框架版50昂吧47办巴76斑佰核

18、心筒翱50霸唉53笆懊24绊凹巨柱混凝土肮材料鞍采用绊C70柏安C50皑，内埋钢骨材捌料为埃Q345GJ岸挨Q390GJ按。吧抗震等级通高暗采用板特一级哀。俺抗震性能目标伴为白中震弹性柏。懊巨柱班内埋钢骨设计敖初步考虑在稗1邦埃6芭区百采用巴“王”字型八，碍7案伴8疤区扒采用胺“日”字型哎（图叭9皑）稗。该方案挨将中间大腹板昂和两侧翼缘合芭二为一，形成碍“熬日”字型钢骨哀，整体性更好碍，相同含钢率半前提下，钢骨靶抗弯承载力更翱好，且办“搬日肮”百字型钢骨焊接案量减少。扳7跋暗8芭区的巨柱尺寸斑减小，即使将啊腹板拉开到两矮侧，也能方便班实现与伸臂的扒连接。懊在低区，巨柱傲钢骨腹板形成昂的空腔，为

19、进罢一步提高混凝鞍土的抗压强度捌和延性，减少捌混凝土在重压隘下的收缩徐变摆，减少两种材啊料的变形差异傲，在空腔中按摆构造配置钢筋坝笼。奥 霸 啊 班 佰 邦a 岸16隘区巨柱截面哀 凹 扮 霸 班 跋 皑 蔼 捌b 扮78扳区巨柱截面暗图罢9挨 安巨柱截面及内傲埋钢骨芭在小震组合下伴，巨柱通高未袄出现拉力；无澳论是正向地震鞍还是反向地震隘（使被考察巨败柱受拉）所有阿楼层均处于小哀偏压受力状态斑（图安1岸0佰）拌；败在中震组合下佰，反向地震使矮巨柱自柏3蔼区扮以上开始出现安拉力，但拉力白数值均不大；吧正向地震组合艾下，所有楼层败处于小偏压受拔力状态；反向熬地震组合下，芭1澳艾2翱区为小偏压，斑3

20、邦区为大偏压，暗4班区为大偏拉，暗5爸扮8柏区为小偏拉。芭在大震组合下挨，反向地震使拔巨柱通高出现阿拉力，绝大多盎数楼层处于小按偏拉状态；正把向地震组合下皑所有楼层均处吧于小偏压状态扮。奥图搬1笆0霸 懊多遇及基本地奥震下巨柱轴力摆分布图奥承载力验算参唉考规范钢骨靶混凝土结构设巴计规程（百YB9082笆-2006拌）的混凝土叭结构设计规范半（败GB5001背0-2002凹）、建筑抗艾震设计规范敖（昂GB5001搬1-2001癌），编制程序板的吧流程图艾如下：靶图佰1肮1翱 隘巨柱承载力验柏算流程图版承载力验算如百图氨1巴2傲所示，芭由白图可知：巨柱鞍和角柱在标准般段的承载力有靶很大富余，在罢节

21、点区由于内败力突变，截面邦承载力利用比蔼例提高，但仍傲满足要求。可安见，本工程巨拜柱在满足规范盎相关构造规定瓣的前提下，把构件设计主要挨由爸塔楼整体刚度捌控制，构件截叭面承载力有较安大富余。罢a 鞍巨柱中震组合俺下承载力复核哀结果疤b 澳巨柱大震组合拔下承载力复核肮结果案c 扳巨柱中震组合袄下承载力复核班结果颁d 摆巨柱大震组合罢下承载力复核拜结果耙图半1邦2吧 爱巨柱承载力复霸核翱4.2 澳组合钢板剪力哎墙设计鞍为减小核心筒凹和翼墙厚度，皑增加结构底部拜延性，在塔楼昂一区及地下室把核心筒及翼墙懊部位采用了组肮合钢板剪力墙案构件矮（图爱1啊3艾）办。罢钢板厚度通常爸由抗剪承载力板和轴压比限值皑

22、控制，并满足氨最小板厚等构敖造要求。核心疤筒及翼墙设计蔼参数见表办2摆。拜图案1罢3隘 岸组合钢板剪力把墙平面布置图把表八2碍 背核心筒及翼墙班设计参数绊位置八钢板剪力墙靶混凝土强度等八级百核心筒抗震等奥级蔼翼墙抗震等级跋地上三瓣肮九埃区拌-癌C60啊特一级爱-挨地上盎二坝区扒是肮C60笆特一级捌-矮地下一层氨是阿C60扮特一级阿一级斑地下二层摆是凹C60疤特一级邦一级扒地下三层芭是暗C60霸一级蔼二级柏地下四层艾是佰C60奥二级拜三级皑地下五层拌是百C60板三级百四巴级奥参考相关文献按（孙建超，徐澳培福等，八2008按）和规范（爱AISC20瓣05斑，高规霸JGJ200拜2败），在本设计颁中

23、采用如下抗皑剪承载力计算班公式：懊 懊（袄1拌）敖其中，敖为剪力墙的轴翱向压力设计值按，当半时，应取搬，唉为剪力墙截面办面积，爱为爱T绊形或爸I颁形截面剪力墙爸腹板的面积，澳矩形截面时应鞍取盎，巴为计算截面处捌的剪跨比。邦为墙身钢板的办抗剪强度设计板值，伴为墙身钢板横巴截面面积。本懊工程内埋钢板阿已延伸至暗柱皑区，内埋钢板半长度取值可算瓣至暗柱范围。把弹性设计时受耙剪截面限制条把件验算按下式矮计算：伴 爱 鞍 邦 伴（埃2疤）哀其中，爸，为扣除墙身邦钢板抗剪承载巴力设计值之后胺的钢筋混凝土肮墙体承担的剪阿力设计值。在俺大震情况下，安受剪截面限制佰条件验算按下罢式：澳 霸 澳 跋 拜（办3百）疤

24、其中，隘，为扣除墙身隘钢板抗剪承载哀力标准值之后岸的钢筋混凝土板墙体承担的大邦震剪力标准值懊。啊对于组合钢板八剪力墙，按照埃钢骨混凝土剪矮力墙的要求验拔算底部加强部疤位在重力荷载半代表值作用下傲的轴压力系数叭：扳 吧 爸 颁 碍 佰（芭4癌）爸其中，办为重力荷载代皑表值作用下剪懊力墙墙肢的轴把向压力设计值版，需考虑分项搬系数。芭和挨分别为剪力墙埃墙肢的截面面罢积和混凝土轴翱心抗压强度设哎计值，隘和败分别为剪力墙八内钢板部分的岸截面面积和钢拔板抗压强度设绊计值。钢骨混靶凝土剪力墙轴傲压力系数限值爸按表碍3岸取值：案表拌3背 捌钢骨混凝土剪败力墙轴压力系傲数限值白抗震等级叭特一级、一级捌（扳9啊度

25、）昂一级（傲7叭、皑8耙度）拔二级笆无端柱剪力墙柏0.40盎0.50案0.60耙核心筒底部部捌分剪力墙如轴般压比不满足限翱值或承载力不挨满足规定时，胺可采用钢板剪敖力墙。钢板剪懊力墙中钢板目拌前无最小含钢艾率要求，但钢叭板的厚度要考阿虑施工因素，班不宜太薄。懊建议根据表凹4肮选用最小钢板跋厚度。白表白4 奥钢板剪力墙最澳小钢板厚度表翱剪力墙厚度范绊围坝满足施工要求傲的最小钢板厚把度笆t笆败1000mm坝15mm翱1000mm败扮t佰扮1500mm安20mm癌1500mm案盎t碍叭2000mm斑建议采用双层俺钢板，每层钢拜板厚度不小于敖15mm板，钢板间距大捌于唉800mm笆，以满足施工摆间距要

26、求。扮4.3 班基于性能的抗挨震设计懊上海中心大厦拌项目由于高度肮超高，且设置疤了多道加强层啊，是超限高层颁建筑。为确保半抗震设计的安柏全性和经济性版，超高层建筑爱，尤其是超限俺高层建筑可采熬用基于性能抗跋震设计方法。叭除满足现行设颁计标准外，拟背采用背专门的氨抗震性能目标爱和设计控制指袄标。碍抗震性能目标坝：癌7按度小震：结构霸完好，处于弹敖性状态艾；翱7艾度中震：结构奥基本完好，基靶本处于弹性状爸态。地震作用稗后的结构动力绊特性与弹性状安态的动力特性班基本一致，超拌级柱，型钢混稗凝土角柱、核瓣心筒墙体及外哎伸臂桁架等主碍要结构构件和叭节点基本完好搬，框架梁、连坝梁等次要构件挨轻微开裂芭；吧

27、7八度大震：结构靶严重破坏但主氨要节点不发生巴断裂，结构不阿发生局部或整矮体倒塌，主要瓣抗侧力构件超般级柱，型钢混巴凝土角柱和核哎心筒墙体不发碍生剪切破坏按。哎设计控制指标笆：挨7柏度小震：最大阿层间位移角不爸大于癌1/500懊，底层层间位安移角不大于俺1/2000奥；癌7板度中震：最大哎层间位移角不暗大于扮1/2胺0胺0颁；取不考虑构啊件内力调整和爱风荷载的中震颁组合内力设计胺值及材料强度俺设计值对超级癌柱、型钢混凝安土角柱、核心翱筒墙体及外伸拜桁架等主要结八构构跋件和节点的抗拔震承载力进行碍验算；框架梁佰、连梁等次要拜构件中的钢筋澳（钢材）应力盎不超过屈强度癌（凹80%爱以下）；笆7斑度大

28、震：最大班层间位移角不艾大于袄1/100氨；框架梁、连哎梁等次要构件艾可出现塑性铰奥，但塑性铰的芭转角不大于碍1/50版。主要节点中凹钢筋（钢材）暗应力可以超过按屈服强度，但捌不能超过极限叭强度。地震剪颁力取大震时的碍弹性地震作用挨力标准值，材鞍料强度取标准氨值，不考虑抗拌震承载力调整按系数，验算受熬剪截面控制条坝件（坝z碍）；验算作为阿主要抗侧力构扒件的超级柱和百核心筒的极限哎抗剪承载力。爸在抗震设计过斑程中，使用了坝反应谱方法、案弹性时程分析癌方法和弹塑性邦时程分析方法办做为验证结构瓣及构件抗震性埃能的手段，同白时对结构材料耙的用量进行统胺计分析，以确拜保构件设计在皑满足性能目标叭的同时具

29、有最百优的经济性。哎4.4 版风工程研究芭为了保证抗风班设计的可靠性拜及准确性，有隘必要对塔楼进袄行风洞试验以鞍确定风荷载。柏RWDI霸风洞试验顾问皑公司对本工程熬结构进行了结凹构风致响应研佰究试验。其研坝究由扮风气候分析、翱空气动力学优唉化和风洞试验氨三部分组成。氨风气候分析主案要是根据当地叭的风气候研究半确定设计风速熬与风向分布，吧根据风洞试验瓣数据求出不同挨回归期下的风敖响应。超高层伴建筑风荷载较胺大，风荷载效爱应明显。对建扒筑形态进行凹空气动力学班优化可以有效疤减小结构的风摆荷载及效应。盎常用的可以有挨效减小风荷载笆的形态优化方拌法包括：奥圆弧倒角、契敖形立面、截面颁变化、扰流翼搬和立

30、面开洞等罢。澳上海中心大厦般建筑形态采用霸了“圆弧倒角矮”、“契形立啊面”、“截面昂变化”等三种班形态优化方法伴。矮此外，懊通过详细的风艾洞试验考察一半般风洞试验中阿可能包含的不巴确定因素和过岸于保守的部分啊，以此进一步吧提高对风响应败预计的精确度叭。跋目前安已白完成笆的试验及分析败包括：高频测癌力皑天平袄模型试验霸、坝高频压力积分艾模型肮试验、凹高雷诺数试验败、唉全气动弹性模柏型试验盎和幕墙风荷载案试验澳。稗4.5 坝结构控制拌图靶1拜4哀 埃不同水准风荷耙载下结构顶点懊最大加速度拜根据颁RWDI熬的风洞试验结澳果（碍图案1把4肮），结构顶点罢在阿10懊年一遇风荷载霸作用下的顶点拌最大加速度

31、约摆为爸8gal邦，可以满足舒隘适度的要求。半尽管根据风洞岸试验结果笆，坝在不进行结构笆控制的情况下凹结构的舒适度埃是可以满足的澳。由于风洞试班验结果可能与罢实际情况不一坝致，目前设计柏中考虑了将来安设置澳TMD氨的可能性，作唉为凹实现控制风荷版载作用下结构案振动的有效手半段之一。奥调频质量阻尼绊器（俺Tuned 皑Mass D伴amper,颁 把简称俺TMD奥）是最常用的摆被动控制装置叭。它是在结构班物顶部或上部哎某位置上设置伴惯性质量，并巴配以弹簧和阻瓣尼器与主体结白构相连。利用芭共振原理对主蔼体结构某些振碍型（通常是第耙一或第二振型碍）的动力响应罢加以控制。对胺于袄TMD鞍控制装置而言凹

32、，一般来说安败装于结构的顶叭层（主振型位霸移最大处）有啊利于控制作用坝的发挥。同时敖控制装置的设阿置必须考虑建袄筑空间的要求巴，尽量安装于奥不影响建筑功稗能的部位。为傲提高系统控制澳效果，主要是碍通过调整把TMD办系统与主体结百构的质量比、罢频率比和叭TMD巴系统的阻尼比翱等参数，使癌TMD哀系统能吸收更佰多的振动能量隘，从而大大减斑轻主体结构的巴振动响应。因哎此，为了取得搬较好的控制效笆果，有必要对霸TMD版系统的动力参盎数进行研究和案优化。艾4.6 鞍弹塑性动力分挨析蔼采用非线性功柏能强大、显式白积分算法优异板的有限元分析氨软件凹ABAQUS靶进行整体结构胺的弹塑性时程绊反应分析。绊核心筒

33、剪力墙跋、剪力墙之间佰的连梁按实际白结构建模，并哎采用案S4R岸壳单元模拟；叭考虑剪力墙中艾内埋钢柱的作暗用，用俺B31胺梁单元进行模艾拟嵌入壳中。巴一区的钢板剪办力墙采用分层扒的壳元模拟。背剪力墙中的钢扒筋和剪力墙的哀混凝土一起考办虑取等效弹模昂。去除钢骨的背巨柱采用背S4R班壳单元模拟，哎巨柱中的钢骨熬采用皑B31熬梁单元模拟，挨同时将该梁单凹元与壳单元进跋行节点耦合以哀模拟巨柱整体爱。笆图耙1按5耙 混凝土弹罢塑性损伤模型爱混凝土靶采用颁弹塑性损伤模巴型案如图斑16伴所示，跋可考虑材料拉昂压强度的差异啊，阿刚度败、袄强度的退化和邦拉压循环的刚盎度恢复。混凝吧土班骨架曲线摆关系采用昂Ste

34、phe胺n 肮简化模型，钢绊材的本构关系吧采用双线性动啊力硬化模型，把并假定把塑性段埃切向模量颁为弹性模量岸的把1/斑100艾。该模型可考捌虑罢包辛格效应，凹在循环过程中阿刚度无退化。袄复杂应力状态哎下的强度准则熬采用昂Mises斑屈服皑条件疤准则进行。氨采用损伤因子盎作为判断结构颁构件扮损伤情况背的参数耙。图哀1半6绊显示了佰核心筒损伤因阿子分布情况办。俺图岸1办6拜 班核心筒墙体在昂MEX006隘-007跋波（罕遇地震八）作用下损伤案因子分布稗4.7 拔考虑施工过程白的非荷载效应盎分析碍竖向构件压缩哎变形影响可分昂为绝对压缩变俺形影响和相对半压缩变形影响白。巨柱和核心胺筒的竖向差异稗变形将

35、影响楼矮屋面的水平度摆，在联系巨柱岸和核心筒的水熬平构件（如伸爸臂桁架）中引扮起附加内力，暗从而导致竖向坝构件内力的重啊分布。叭拜本文采用隘B3隘模型模拟巨柱办及核心筒构件摆的收缩和徐变扳变形特征。蔼B3埃模型能充分地袄考虑大体表比芭构件湿度扩散搬的尺度效应。阿B3班模型在构件所伴处环境、尺寸办、材料强度的案基础上，考虑霸了材料本身组斑成成分如水泥傲类型、水灰比搬、水泥含量、佰骨料水泥比、昂水含量等因素爸对收缩徐变的吧影响。因此，蔼通过阿B3拔模型进行分析百计算能够更准捌确地反映大体八表比构件混凝摆土收缩徐变过败程，得到更符阿合实际的构件斑收缩徐变变形伴。瓣计算分析了考背虑收缩徐变的背巨柱中型

36、钢部背分承担的竖向鞍荷载比例随时拜间变化的罢情况懊。在同时考虑笆混凝土收缩徐板变的情况下，疤混凝土承担的澳竖向荷载不断澳转移至型钢部氨分。型钢部分艾承担的竖向荷敖载比例由结构癌封顶时的隘33%斑增加至癌30岸年后的败56%败，增加比例较斑为显著。盎图爱1案7败 跋巨柱中型钢部懊分承担的竖向矮荷载比例岸时程伴分别计算了结颁构封顶搬1靶年后和拌10半年后的核心筒版和巨柱的累积绊竖向变形。楼哎板施工后核心敖筒累积竖向变跋形在结构封顶敖1绊年后约为啊110mm搬，而楼板施工拜后巨柱累积竖斑向变形在结构稗封顶邦1奥年后约为胺50mm胺。案由图按1扒8半可以看出，楼啊板施工后核心靶筒累积竖向变版形在结构封

37、顶懊10搬年后约为稗218mm叭，而楼板施工疤后巨柱累积竖笆向变形在结构罢封顶哎10办年后约为疤107mm叭。爱进一步的分析碍表明，敖10懊年楼层施工后懊巨柱压缩变形版最大值发生在挨第哎110摆层，约为拌108mm翱。澳10隘年楼层施工后艾核心筒压缩变跋形最大值发生吧在第颁117案层，约为碍218mm稗。考虑伸臂在吧第拌1200扮天时合拢，引阿起伸臂附加内澳力的楼层施工凹后巨柱及核心办筒差异变形在鞍施工开始后暗10盎年达到约蔼3mm疤（第一道伸臂爱）奥52mm暗（第六道伸臂蔼）。蔼a 捌楼板施工后核皑心筒累积竖向挨变形（耙10蔼年后）鞍b 扒楼板施工后巨碍柱绊C1伴累积竖向变形澳（皑10吧年后

38、）鞍图癌1凹8佰 败核心筒及巨柱跋累积竖向变形俺4.8 靶抗连续倒塌分巴析版连续性倒塌是盎由于结构局部挨某关键构件的耙破坏导致相邻办构件失效，继懊而引发更多构拌件破坏，最终澳导致结构整体瓣倒塌或者产生坝和初始触因很败不相称的大面搬积倒塌的连锁盎反应。由于结八构倒塌破坏将半会引起灾难性佰后果，如大量搬的人员伤亡和拜巨大的生命财熬产损失，因此霸，在瓣上海中心大厦爱的办结构设计中引佰入连续倒塌分摆析从而防止灾霸难性事件的发啊生。爆炸荷载伴作用下结构的唉连续倒塌主要艾是因为结构关鞍键部位（如主靶要承重柱安及核心筒爱）遭到破坏引摆起的，因此，俺采用蔼LS-DYN八A傲软件啊对笆爆炸荷载作用懊进行了分析蔼

39、，奥考察绊主要承重柱哀和核心筒挨的抗爆能力，伴进而分析结构按的抗连续倒塌傲能力。稗角柱抗爆分析败模型见图扒19坝。隘a奥 扳箍筋模型拔b安 袄型钢模型矮c昂 澳纵筋模型摆图案19背 岸角柱模型示意疤图颁分析袄表明般，在爆炸荷载隘作用下，角柱案基本处于弹性熬工作状态，因摆此不会发生剪霸切破坏，而其坝最大位移和转版角都在规定范吧围内，从而可办以避免弯曲破捌坏的发生。由俺于冲击波超压凹峰值较低，混袄凝土材料应力拌较小，混凝土盎无破坏，因而盎不会发生局部耙破坏，总之，疤此角柱有足够版的抗爆能力抵奥抗给定的爆炸唉荷载。绊对碍爆炸荷载作用吧下捌剪力墙半抵抗爆炸荷载坝的能力把进行了分析袄，在分析过程隘中，选

40、取氨单肢墙长度相扒对较小的墙肢安（位于轴线板F.2案与轴线把10.7白的相交处）进癌行抗爆研究。柏核心筒抗爆分拔析啊模型见图把2安0巴。柏a暗 吧整体模型图百b暗 岸箍筋及水平分斑布筋模型图俺图半2昂0奥 百剪力墙模型示袄意图傲分析盎表明伴，在爆炸荷载拌作用下，疤剪力墙约束处白型钢及混凝土邦达到屈服强度疤的单元面积很懊少艾，因此不会霸在约束处霸发生剪切破坏霸，而其最大位板移和转角都在疤规定范围内，俺从而可以避免白弯曲破坏的发昂生。由于冲击昂波超压峰值摆高傲，背作用时间较短阿，因此，剪力埃墙的最大反应安持续时间很短柏，在爆炸荷截挨作用后整体剪爸力墙的反应逐拌渐减小并趁于肮稳定，此剪力斑墙不会因爆炸埃荷载失去承载半能力而破坏。艾对次结构进行跋了连续倒塌分翱析，考虑瓣第蔼9熬层爸Z1霸轴与俺SSW3袄轴交叉处