上海中心大厦分析（建筑、结构、施工、BIM）

超级工工程——上海中中心大大厦小组成员：：李思思璇欧欧阳阳雪珂珂黄秋霞阙阙明阳Contants基本情情况简简介方案推导建筑设设计010203结构设设计SHANGHAI·CHINA施工技技术0405BIM技术分分析PARTONE基本情况简介上海中心大厦项目选址于中国上海陆家嘴CBD金融区Z3-2地块，位于东泰路以西、花园石桥路以南、银城路以东、陆家嘴环路以北，与金茂大厦、环球金融中心成“品”字型分布。塔楼建筑高度为632m，建成后将成为我国第一高楼。区域定位基本情况简介Overviewofthebasicsituation上海中心金茂大厦环球金融中心在满足使用功能的前提下，将“上海中心”设计成为满足公众审美层面与专业审美层面的标志性、地标性建筑，成为建筑、人、城市和谐共生的领袖之作项目定位商务活动“中心”商务交流休憩“中心”市民休闲娱乐“中心”功能目标基本情况简介Overviewofthebasicsituation基本情况简介Overviewofthebasicsituation开工时时间：：2008年11月29日。竣工时时间：：2014年。占地面面积：：30368平方米米。建筑面面积：：574058平方米米，其其中地地上总总建筑筑面积积约410139平方米米。建筑高高度：：632米。建筑层层数：：地下下结构构5层，地地上部部分包包括124层塔楼楼和7层东西西裙房房。结构形形式：：钢筋筋混凝凝土核核心筒筒-外框架架结构构。用钢量量：约约100000吨。建筑造造价：：148亿元。。本工程程建设设单位位：上上海中中心大大厦建建设发发展有有限公公司。。本工程程设计计单位位：美美国Gensler公司、、同济大大学建建筑设设计研研究院院9区：观光区域1区：大堂、商业和餐饮8区：酒店及精品办公2-7区办公区两层高的设备层PARTTWO方案推推导+建筑设设计方案设设计：：2008.6～2008.11初步设设计：：2008.8～2009.11施工工图图设设计计：：2008.9～2010.4精装装饰饰设设计计：：2009.1～2011.5施工工：：2008.11.28～2014.5低区区办办公公及及裙裙房房部部分分试营营业业：2012.9.30全部部营营业业：：2014.12.18方案推导Derivationofscheme方案推导Derivationofscheme大厦厦造造型型来源源---中国国传传统统的的图图案案“龙龙””方案推导Derivationofscheme陆家嘴集团曾安排该项目进行过三次招标，在经过多番筛选后，上海中心的建筑设计方案最终被确定为“龙型”方案，该方案由美国Gensler建筑设计事务所提供。从外观上看，“上海中心”像一条盘旋上升的巨龙，“龙尾”在大厦顶部盘旋上翘，其“身高”将成为上海新高度。方案敲定方案案设设计计Zone1Zone2Zone3Zone4Zone8Zone7Zone6Zone5“上上海海中中心心””内内部部由由九九个个圆圆柱柱形形建建筑筑彼彼此此叠叠加加构构成成，，其其间间形形成成九九个个垂垂直直空空间间，，每每一一个个空空间间构构成成一一个个完完整整的的社社区区，，九九个个社社区区组组成成了了一一个个垂垂直直的的城城市市。方案推导Derivationofscheme方案推导Derivationofscheme外皮皮做做成成旋旋转转收收缩缩上上升升的的样样式式，，让让大大楼楼更更加加具具有有动动感感。。将将尖尖角角改改为为圆圆弧弧状状，，以以减减小小风风压压的的影影响响。。圆圆润润的的角角度度能能包包容容硬硬朗朗的的环环球球和和金金茂茂。。而而最最终终玻玻璃璃的的消消耗耗仅仅增增加加18%。立面设计建筑设计Architecturaldesign由三段圆弧构构成的圆导导角三边形形（其中之之一切角））作为上海海中心外围围几何的基基本构形，，旋转上升升并均匀缩缩小，演进进为一个平平滑光顺的的非线性扭扭曲面，形形成了大厦厦独特的立立面造型。。建筑设计Architecturaldesign竖向功能概况建筑高度：：632m结构高度：：574m塔楼层数：：地下5层，地上124层大楼竖向划划分为9个区1个裙房商业业区5个办公区2个酒店区1个观景区每个区被2层高的设备备层分隔空调设备电力设备逃生区域电梯设备维修保养设设备Zone1Zone2Zone3Zone4Zone5Zone6Zone7Zone8Zone91区:5层商业/会议4区:13层办公9区:3层观景/以上设备层5层地下商业/停车3区:13层办公5区:14层办公6区:14层办公7区:15层酒店8区:10层酒店+5层精品办公2区:12层办公平面设计Zone3:5643Zone1:6432Zone5:4750Zone7:2056Zone9:2110建筑设计Architecturaldesign相对于金茂茂大厦、环环球金融中中心的近近似正方形形的平面布布局，这样样的布局少少了视线和和光线死角角，不仅可可以让办公公人员能在在更多的角角度欣赏大大厦周围的的美景，而而且在冬季季阳光可以以更多的进进入建筑内内部，减减少了建筑筑的能耗。。平面设计建筑设计Architecturaldesign平面设计建筑设计Architecturaldesign平面设计建筑设计Architecturaldesign平面设计建筑设计Architecturaldesign平面设计建筑设计Architecturaldesign平面设计建筑设计Architecturaldesign商务休闲层层中庭功能能排布，中中庭悬挑近近14米PARTTHREE结构设计抗侧系统设设计结构设计Structural

design上海中心的的抗侧力系系统是一““核心筒-外伸臂桁架架-巨型框架””，它由以以下三部分分组成：混混凝土复合合核心筒，，外部巨型型框架和外外伸臂桁架架。上海中心大大厦最大层层间位移在在合成的风风荷载情况况下为h/505，在多遇地地震荷载下下为h/623。塔冠的设计计结构设计Structural

design竖直桁架将将重力荷载载直接传至至下方的118层，，径径向向支支撑撑将将风风压压引引起起的的径径向向荷荷载载传传至至核核心心筒筒框框架架。。简简单单垂垂直直支支撑撑的的开开间间在在三三角角形形的的三三个个转转角角处处与与隔隔层层布布置置的的垂垂直直支支撑撑一一起起共共同同帮帮助助塔塔冠冠系系统统抵抵抗抗扭扭转转。。抗震设计计结构设计Structural

design基于性能能化的设设计明确确地考虑虑了结构构构件的的非线性性和延性性。Abaqus和Perform3D计算机软软件被广广泛地用用于非线线性分析析，此本本工程中中，它们们被用来来发展和和分析数数学模型型。分分析显示示，上海海中心大大厦可以以达到性性能设计计的要求求。PARTFOUR施工技技术

刘忠宝集团总公司超长钻钻孔灌灌注桩桩施工工关键键技术术施工技术ConstructionTechnology上海中中心大大厦，，采用用钻孔孔灌注注桩作作为承承重桩桩基，，主楼楼桩总总数955根，桩径径1000mm，最深深深度为86.65m。采用正反反循环结结合钻孔孔工艺及及桩端后后注浆施施工技术术顺利完完成了955根灌注桩桩，经过过静载试试验和超超声波检检测结果果显示满满足设计计要求。。主楼桩位位布置图图顺逆作结结合的超超大超深深基坑工工程施工工关键技技术施工技术ConstructionTechnology中部区域主楼楼基坑采用岛岛盆结合式分分7层开挖，分层层土体高度大大于4m时采用2级放坡。第一一、二、七层土以盆式式挖土为主，，第三—六层土以岛式式开挖为主。。周边区域裙房房，采用逆作作法施工。采采用土方分区区同步开挖、、结构分块同同步施工的原原则，先行完完成“十”字字对撑体系，，再开挖四个个角部，有效效控制地墙变变形以及对周周边环境和管管线的影响。。裙楼基坑开挖挖高强混混凝土土基础础底板板一次次浇筑筑技术术施工技术ConstructionTechnology底板长长121m厚6m混凝土土总量量达6万m3。为控控制混混凝土土裂缝缝，采采用中中低热热水泥泥，大大掺量量粉煤煤灰和和矿物物掺合合料，，采用用高性性能减减水剂剂，控控制单单方用用水量量在160kg/m3。为缩短浇筑筑时间，结结合混凝土土生产能力力和场地条条件，按1000m3/h混凝土供应应速度，考考虑由6个拌站同时时供料，配配备405辆搅拌车无无间歇运输输，60h完成浇筑。。主楼底板浇浇筑混凝土泵送送施工关键键技术施工技术ConstructionTechnology底板长121m厚6m混凝土总总量达6万m3。为控制制混凝土土裂缝，，采用中中低热水水泥，大大掺量粉粉煤灰和和矿物掺掺合料，，采用高高性能减减水剂，，控制单单方用水水量在160kg/m3。为缩短浇浇筑时间间，结合合混凝土土生产能能力和场场地条件件，按1000m3/h混凝土供供应速度度，考虑虑由6个拌站同同时供料料，配备备405辆搅拌车车无间歇歇运输，，60h完成浇筑筑。主楼建造造BIM技术PARTFIVEBIM技术的特特点及作作用BIM技术BuildingInformationmodeling目前建筑筑业信息息化技术术应用的的主要瓶瓶颈是信信息的共共享，而而BIM技术为建建筑相关关信息的的及时、、有效、、完全共共享提供供了可能能，为构构建信息息的无缝缝管理平平台提供供了相对对可靠的的手段信息流动动仍不畅畅心有余而而力不足足传统管理理模式BIM技术BuildingInformationmodeling工程项目目管理模模式业主方管管理模式式项目融资资管理模模式承发包管管理模式式业主自行行管理模模式PM模式PMC模式……DBB模式DB模式EPC模式……业主、总总包、设设计“三三位一体体”的工工程管理理模式BIM信息化技技术管理理模式BIM技术BuildingInformationmodeling分析与选选择从孤立BIM到集成BIM从专家BIM到全员BIM外部专家家用BIM做一个项项目的工工作外部专家家用BIM做所有项项目的一一个工作作或一个个项目的的所有工工作外部专家家用BIM做所有项项目的所所有工作作内部专家家用BIM做一个项项目的工工作内部专家用BIM做所有项目的的一个工作或或一个项目的的所有工作内部专家用BIM做所有项目的的所有工作所有员工用BIM做一个项目与与其相关的一一个工作所有员工用BIM做所有项目的的一个工作或或一个项目的的所有工作所有员工用BIM做所有项目的的所有工作初级阶段中级级阶阶段段终级级阶阶段段BIM信息息化化技技术术管管理理模模式式BIM技术BuildingInformationmodeling分析析与与选选择择BIM应用模式适用范围效果设计单位驱动模式设计阶段最小最广泛承包单位驱动模式设计阶段、施工阶段较大缺少建设单位驱动模式设计阶段、招标阶段、施工阶段、运维阶段最大设计阶段较多、其他阶段较少BIM信息息化化技技术术管管理理模模式式BIM技术BuildingInformationmodeling分析析与与选选择择业主主、、总总包包、、设设计计““三三位位一一体体””模模式式业主主/监理理总包包设计计信息息流流动动信息息流流动动信息息流流动动业主主/监理理总包包设计计信息息流流动动信息息流流动动信息息流流动动BIM数据据平平台台虚拟拟管管理理平平台台基于于BIM“三三位位一一体体””精精细细化化管管理理模模式式BIM信息息化化技技术术管管理理模模式式BIM技术BuildingInformationmodeling与传传统统建建设设项项目目管管理理模模式式效效益益的的对对比比分分析析美国斯坦坦福大学学CIFE中心根据据美国32个项目总总结了使使用BIM技术的产产生的巨巨大收益益和效果果：1）消除40%投资预算算外变更更；2）造价估估算耗费费时间缩缩短80%；3）合同价价格降低低10%（目前而而言，中中国建筑筑业近五五年来承承包商的的平均利利润在2.8%-3.3%之间）；；4）项目工工期平均均缩短7%。基于BIM信息技术术构建上上海中心心的管理理架构及及管理流流程BIM技术BuildingInformationmodelingVault项目协同管理设计阶段施工现场管理三维管线综合预制件加工施工方案优化NavisworksRevitInventor3dsMaxNavisworksNavisworks现场信息手机RFID4维施工模拟Navisworks进度信息

ProjectP3设备管理应急预案优化Ecotect3dsMaxNavisworksOlive设备信息手机RFID运营方案优化物业管理ArchibusDesignReviewTectonTecton施工阶段运营阶段RACRSTRMEBIM数据库结构专业建筑专业水暖电专业可视化设计可持续设计结构分析设计协调精细化设计EcotectIESGBSPKPMEtabsRobotMaya3dsMaxNavisworks工程计价软件Navisworks激光测绘信息Inventor基于BIM信息技术术构建上上海中心心的管理理架构及及管理流流程BIM技术BuildingInformationmodeling精细化管理流流程新型管理理模式下下提升管管理效益益BIM技术BuildingInformationmodelingBIM建筑信息模型设计建造投资/采购营运复杂形体管线综合碰撞检测施工方案探讨4D施工模拟施工现场监控材料统计设备信息维护空间使用变更招投标管理更好地提提高设计计质量更好地进进行施工工管理更好地进进行运维维管理新型管理理模式下下提升管管理效益益BIM技术BuildingInformationmodeling上海中心心大厦BIM项目组织织架构上海中心心BIM咨询上海建工工金螳螂室室内设计计市装饰饰……同济院院迅达电电梯(3人)钢构幕幕墙顾顾问(7人)沪宁钢钢机(4人)宝钢钢钢构(6人)远大幕幕墙(5人)江河幕幕墙(7人)建工安安装(20人)三菱电电梯(4人)新型管管理模模式下下提升升管理理效益益BIM技术BuildingInformationmodeling1.设计阶阶段1）通过多多专业业协同同设计计提高高工作作质量、、效率2）通过可可视化化设计计管理理提升升管理理效率率新型管管理模模式下下提升升管理理效益益BIM技术BuildingInformationmodeling1.设计阶阶段——参数化化设计计在基于于BIM技术下下的新新型管管理模模式中中，参参数化化设计计主要要通过过grasshopper来完成。Grasshopper以自己独特的的方式完整整记录起始始模型（一一个点或一一个盒子））和最终模模型的建模模过程，从从而达到通通过简单改改变起始模模型或相关关变量就能能改变模型型最终形态态的效果。。当方案逻辑与建模过程联联系起来时时，grasshopper可以通过参参数的调整整直接改变变模型形态态。新型管理模模式下提升升管理效益益BIM技术BuildingInformationmodeling1.设计阶段——可持续设计计光污染分析析新型管理模模式下提升升管理效益益BIM技术BuildingInformationmodeling1.设计阶段——可持续设计计建筑群风环环境分析室内自然采采光模拟地下自然采采光模拟新型管理模模式下提升升管理效益益BIM技术BuildingInformationmodeling2.施工阶段1）通过可视视化预演提升施工组组织效率保证安全距离由于塔吊本身的起重能力有限，并且存在部分重型构件，不可避免地需要采用双机抬吊的方式吊装构件，所以需要分析双机抬吊的临界状态。巴杆竖向角度为15.5°时：水平转角为-58°～58°巴杆竖向角度为60°时：水平转角为-71°～71°新型管理模模式下提升升管理效益益BIM技术BuildingInformationmodeling2.施工阶段2）通过多专专业协调施施工提升施施工效率钢结构土建结构外幕墙体系内幕墙体系综合机电管线新型管理模模式下提升升管理效益益BIM技术BuildingInformationmodeling2.施工阶段3）通过4D模拟优化可可缩短施工工进度施工进度计计划＋BIM施工模型通过施工虚虚拟预演，，预先调整整施工计划划，避免施施工中可能能的冲突，，减少等工工的情况，，有助于缩缩短工期，，并降低施施工成本。。新型管理模模式下提升升管理效益益BIM技术BuildingInformationmodeling2.施工阶段4）采用BIM模型进行构构建精细化化制造和施施工利用BIM技术对钢结结构构件进进行电脑预预拼装，提高钢结构的加加工效率，，降低加工工成本。新型管理模模式下提升升管理效益益BIM技术BuildingInformationmodeling2.施工阶段4）采用BIM模型进行构构建精细化化制造和施施工利用BIM技术对钢结结构构件进进行电脑预预拼装，提提高钢结构构的加工效效率，降低低加工成本本。新型管理模模式下提升升管理效益益BIM技术BuildingInformationmodeling2.施工阶段4）采采用用BIM模型型进进行行构构建建精精细细化化制制造造和和施施工工利用用BIM技术术对对幕幕墙墙单单元元板板块块构构件件进进行行电电脑脑预预拼拼装装，，大大幅幅提提高高幕幕墙墙深深化化设设计计和和加加工工效效率率。。幕墙墙嵌嵌板板族族A1系统统A3系统统凹台台板板块块凸台台板板块块凹台台板板块块凸台台板板块块凹台台板板块块凸台台板板块块幕墙墙嵌嵌板板族族新型型管管理理模模式式下下提提升升管管理理效效益益BIM技术BuildingInformationmodeling2.施工工阶阶段段4）采采用用BIM模型型进进行行构构建建精精细细化化制制造造和和施施工工利用用BIM技术术对对幕幕墙墙单单元元板板块块构构件件进进行行电电脑脑预预拼拼装装，，大大幅幅提提高高幕幕墙墙深深化化设设计计和和加加工工效效率率。。新型管理模式式下提升管理理效益BIM技术BuildingInformationmodeling2.施工阶段4）采用BIM模型进行构建建精细化制造造和施工利用BIM技术对幕墙单单元板块构件件进行电脑预预拼装，大幅幅提高幕墙深深化设计和加加工效率。新型管理模式式下提升管理理效益BIM技术BuildingInformationmodeling2.施工阶段4）采用BIM模型进行构建建精细化制造造和施工机电专业利用用BIM技术进行深化化设计、预拼拼装，提高机机电深化设计计和加工、安安装的质量与与效率。换热器室空调水泵房新型管理模式式下提升管理理效益BIM技术BuildingInformationmodeling2.施工阶段4）采用BIM模型进行构建建精细化制造造和施工机电专业利用用BIM技术进行深化化设计、预拼拼装，提高机机电深化设计计和加工、安安装的质量与与效率。通过二二维码码扫描描仪扫扫描风风管上上二维维码，，获取取图纸纸中详详细信信息通过二二维码码扫描描可获获取管管配件件安装装具体体位置置、性性能、、物理理、厂厂商参参数，，包括括安装装人员员姓名名、安安装时时间等等信息息纸质数数据转转为电电子数据，，便于于查询询新型型管管理理模模式式下下提提升升管管理理效效益益BIM技术BuildingInformationmodeling2.施工工阶阶段段4）采采用用BIM模型型进进行行构构建建精精细细化化制制造造和和施施工工机电电专专业业利利用用BIM技术术进进行行深深化化设设计计、、预预拼拼装装，，提提高高机机电电深深化化设设计计和和加加工工、、安安装装的的质质量量与与效效率率。。采用用构构件件精精细细化化预预制制和和施施工工方方案案的的效效益益：：1）减少少60%现场场制制工工作作量量；；2）减少少90%的焊焊接接、、胶胶粘粘等等危危险险与与有有毒毒有有害害作作业业；；3）实现现70%管道道制制作作预预制制率率。新型型管管理理模模式式下下提提升升管管理理效效益益BIM技术BuildingInformationmodeling2.施工工阶阶段段4）采采用用BIM模型型进进行行构构建建精精细细化化制制造造和和施施工工室内内装装饰饰利利用用BIM技术术进进行行模模块块化化设设计计、、减减少少现现场场作作业业量量，，提提高高室室内内装装修修的的质质量量与与效效率率。。小便便器器单单元元小便便器器爆爆炸炸分分析析图图新型型管管理理模模式式下下提提升升管管理理效效益益BIM技术BuildingInformationmodeling2.施工工阶阶段段4）采采用用BIM模型型进进行行构构建建精精细细化化制制造造和和施施工工室内内装装饰饰利利用用BIM技术术进进行行模模块块化化设设计计、、减减少少现现场场作作业业量量，，提提高高室室内内装装修修的的质质量量与与效效率率。。铝板板天天花花非非标标准准块块安安装装架空空地地板板非非标标准准块块安安装装新型型管管理理模模式式下下提提升升管管理理效效益益BIM技术BuildingInformationmodeling2.施工工阶阶段段4）采采用用BIM模型进行行构建精精细化制制造和施施工室内装饰饰利用BIM技术进行行模块化化设计、、减少现现场作业业量，提提高室内内装修的的质量与与效率。。BIM模型现场场对比新型管理理模式下下提升管管理效益益BIM技术BuildingInformationmodeling2.施工阶段段5）三维激激光扫描描结合BIM技术提高高施工现现场检测测监控能能力新型管理理模式下下提升管管理效益益BIM技术BuildingInformationmodeling3.运维阶段段1）运用BIM数据模拟拟提升物物业信息息化管理理效率新型管理理模式下下提升管管理效益益BIM技术BuildingInformationmodeling3.运营维护阶段2）运用BIM技术提升灾灾害预警应应急水平人员疏散逃逃生线路选选择及优化化新型管理模模式下提升升管理效益益BIM技术BuildingInformationmodeling类型直接施工处理单价（元）板结构开洞2600封堵结构洞口19800墙、梁开洞5400管道结构开洞1600总碰撞数8400总价10,000,000平均单价1190.48某项目BIM技术经济指指标（参考考标准）面积单位样板层9F面积4656.1㎡样板层10F面积4648.4㎡样板层总面积9304.5㎡上海中心总建筑面积570000㎡样板层总碰撞数1013个参考平均价1190.48元样板层总价1,205,952.38元上海中心技术经济指标总价73,877,463.29元上海中心大大厦项目BIM经济指标估估算结果（按照碰撞撞数的参考考单价）上海中心总造价120亿变更比率3%（一般3%-5%）变更费3.6亿上海中心大大厦项目BIM经济指标估估算结果（（按工程变变更费的比比率）类推根据相关统统计，在大大中型工程程项目中，，信息沟通通问题导致致的工程变变更和错误误约占工程程总成本的的3%到5%。而此类费费用是可以以通过BIM信息化手段段来解决。。通过两种种估算方式式，在采用用BIM信息化技术术手段后，，预计的费费用节约在在7400万~3.6亿之间，占占工程总投投资的0.5%~3%。考虑到上上海中心项项目的复杂杂程度及体体量大小，，与普通工工程的管理理模式相比比，保守估估计本工程程能节约由由于施工返返工造成的的浪费至少少超过1亿元人民币币。BIM经济指标测算算新型型管管理理模模式式下下提提升升管管理理效效益益BIM技术BuildingInformationmodeling4.制定定合合理理地地BIM技术术运运用用成成本本和和利利益益分分配配制制度度制定定合合理理的的BIM成成本本和和利利益益分分配配策策略略将工工程程建建设设因因技技术术和和管管理理效效率率的的提提升升而而产产生生的的利利润润在在建建设设单单位位和和各各参参建建单单位位之之间间进进行行合合理理的的再再分分配配，，并并将将其其写写入入合合同同文文本本中中。用BIM技术术应应对对上上海海中中心心大大厦厦在在管管理理中中的的主主要要问问题题BIM技术BuildingInformationmodeling管理理问问题题工程程参参建建单单位位众众多多，，项目目统统筹筹协协调调阻阻力力大大项目目运运行行管管理理复复杂杂，，海量量信信息息共共享享传传递递难难项目目建建设设周周期期较较长长，，成本本合合同同管管控控难难度度大大理论论方方法法解决决方方案案创新技技术大大量应应用，，进度质质量控控制要要求高高以组织织行为为学为为指导导，从从权利利和影影响力力、授授力与与授权权、团团队的的作用用等角角度设设计本本项目组织体体系运用运运营管管理理理论，，推行柔柔性运运营系系统，，如采采用虚虚拟建建造、、构配配件工工厂模模块化化预制制等技术的运用用采用战战略管管理的的蓝海海战略略理论论，获得了了蓝海海战略略的基基石———价价值创创新采用技术运运营方法，，进行行定量化化价值值创造造对比比分析析；并运运用战战略选选择理理论进进行战战略定定位全员参参与和和专业业分工工相结结合原原则职职责明明确与与协同同合作作相统统一原原则管管理效效率与与管理理效果果相统统一原原则设计阶阶段：BIM技术精精细化化设计计施工阶阶段：预制件件的工工厂化化加工工运营阶阶段：物业管理一站式式服务务制定了了合理理的BIM技术运运用成成本和和利益益分配配制度度，在在通