上海中心大厦结构设计介绍(精简版).ppt

1、李天华建筑设计有限公司第三结构研究所上海中心大厦结构设计简介2011年4月目录项目概述建筑设计简介塔结构体系主要弹性分析结果结构设计中的一些关键问题1。项目概述，1.1区域定位，上海中心大厦项目位于中国上海陆家嘴中央商务区金融区Z3-1栋，东台路。1.项目概述上海大厦与金茂大厦和世界金融中心相连。三者的主方向在整体区域布局上是交错的，避免了眼睛的干扰，有效地保证了显示各自图像的可能性。上海中心，金茂大厦，世界金融中心，1.1区域定位，1。项目概述、未来，上海中心将呼应东方珠江，成为引领浦江两岸的制高点，1.1区域定位、1.1项目概述、1.2项目定位和功能目标，在满足使用功能的前提下，将“上海中

2、心”设计成一个标志性的标志性建筑，满足公众审美水平和专业审美水平，成为建筑、人、城市和谐共处的领军作品。它是功能目标、商务活动、商务交流和休息中心、市民休闲娱乐中心。1.项目概述，1.3技术经济指标。土地面积：30370平方米；容积率：12.51；地上建筑面积：38万平方米；地下建筑面积：16万平方米；绿化率：30；建筑密度：45；建筑总高度：632米、1。项目概述；1.4国际设计团队，建筑设计：根斯勒设计总承包合作设计：同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司设计咨询及所有施工图设计结构设计：桑顿托马塞特方案及初步设计阶段结构设计机电设计：康森提方案及初步设计阶段机电设计、1。项目概述，1.4

3、国际设计团队，景观设计：SWA(美国)风洞试验：RWDI，西安大略大学(加拿大)质量调查：Libby工料测量师办公室酒店咨询：HVS(酒店)咨询公司，大坂(酒店)咨询公司市场咨询：高纬咨询有限公司其他咨询公司：华东建筑设计研究院有限公司一、DEA Yude上海建筑技术研究院伯承(亚洲)有限公司曾德消防技术服务咨询公司Koopx，1。项目概述，方案设计：2008年6月，2008年11月，初步设计：2009年11月，施工图设计：2008年4月，2010年4月，精装修设计：2009年5月，2011年5月，施工：2008年11月28日，2014年5月，低区办公及裙房试运行：2008年。1.5项目总进度

4、计划，1。项目概述，2。建筑设计简介，2.1世界超高层建筑比较，2。建筑设计简介，2.2几何特征，由三个圆弧(四角均为圆弧)组成的圆形导角三角形是上海中心外围的基本几何构型，向上旋转并均匀收缩，演化成光滑的非线性扭曲面，形成建筑独特的立面造型、1区、2区、3区、4区、8区、7区、6区、5区、2区。建筑设计简介，2.2几何特征，2。建筑设计简介、概况建筑高度：632米结构高度：574米塔楼楼层：地下5层，地上124层建筑垂直分为9个区，1个裙楼商业区，5个办公区，2个酒店区和1个景点。每个区域由两层设备层隔开。空调设备、动力设备、逃生区、电梯设备维护设备、1区：5层的商务/会议、4区：13层的办

5、公室、9区：3层的观景/设备层以上、5层的地下商务/停车场。2区、3区、4区、5区、6区、7区、8区、9区和2.3区为垂直功能布局，3区为：13层，5区为：14层，6区为：14层，7区为：15层，8区为：10层建筑设计介绍，2.3垂直功能布局，2.3垂直功能布局，2.3垂直功能布局，2.3垂直功能布局1区裙楼商务区透视图，商务休闲层中庭功能布局，餐饮、健身及多功能厅，便利店，前台，中庭悬挑近14米，2.4布局，3。 塔式结构体系简介、3.1抗侧力结构体系、3.1巨型框架-核心筒伸臂桁架(共6个通道)、巨型柱、环带桁架、伸臂环带桁架、环带桁架、3。塔式结构系统简介3。简要介绍塔架结构体系、核心筒

6、巨型柱、3.1抗侧力结构体系、3.1抗侧力结构体系、3.1抗侧力结构体系、3.3塔架结构体系、核心筒巨型柱带支腿的箱形空间桁架、3.1抗侧力结构体系、3.2巨型柱。结论主巨型柱布置在核心筒内隔墙的相应位置，与支腿桁架配合抗侧力可获得较大的力臂。次巨柱的主要作用是减小环带桁架的跨度，因此没有悬臂桁架与核心筒连接，避免了悬臂与核心筒转角连接的困难。巨型柱采用型钢混凝土组合柱，含钢量控制在47。它能有效减小巨型柱的截面，提高延性。经过几轮结构体系选择分析和与建筑布局的充分协调，确定了以下巨型柱布局方案：3.2巨型柱，15区普通楼层，68区加固楼层，3区普通楼层。塔架结构体系简介，68区8个主巨型柱，

7、15区4个角柱，3.2个巨型柱、3.3根核心筒，66区14、56区、78区、上部呈十字形布置，中部呈正方形布置，底部呈正方形布置，3.3根核心筒、3.3根核心筒、3.3根核心筒、3.3根塔架结构体系简介、3.4根伸臂桁架、伸臂环桁架和3.塔楼结构体系简介：位于2、4、5、6、7、8区的伸臂桁架穿过核心腹墙、8、7、6、5、4、2、3.4伸臂桁架、3。塔架结构体系简介、伸臂桁架155毫米厚组合楼板、79毫米厚混凝土现浇板、76毫米厚压型钢板、3.5层楼盖体系标准层的轴向侧视图和立面图；3.塔式结构体系简介：200-250毫米厚的组合楼板上设置径向桁架，3.5层楼盖体系加强层；3.简要介绍塔式结构

8、体系，抑制箱形桁架的扭转以承受悬挑楼板和外玻璃幕墙的荷载；8、7、6、3.地板系统。3.塔式结构系统简介；3.6幕墙支撑系统，采用双层玻璃幕墙；外玻璃幕墙支撑结构采用轮辐式结构体系；双层玻璃幕墙效果图；内部玻璃幕墙；外层玻璃幕墙；中庭；3.6幕墙支撑系统；3.塔式结构系统简介；带水平支撑的轮辐式结构施加每层幕墙结构的水平风荷载，幕墙系统的轴向侧视图，幕墙系统的平面图，3.6幕墙支撑系统，3 .塔楼结构简介、吊杆、轮宽、水平支撑、3.6幕墙支撑系统、3.6幕墙支撑系统、塔冠结构整体轴向侧视图、鳍状垂直桁架、冠结构、支撑框架结构和轮辐结构、3 .塔结构系统简介、3.7基础基础、桩型：钻孔灌注桩(后

9、注浆)桩径：1000毫米桩长52米扩大区基础持力层：9-2-1粉质单桩承载力：1000千牛顿(1000吨)。承载力值的依据：1)地质勘察报告提供的参数计算：11267.41910000千牛顿2)试桩所得参数计算：1300010000千牛顿3)建筑桩基技术规范计算：10000.1000000005 3.7基础，3。塔架结构体系简介，桩总数：947个核心区：56米长桩，247个延伸区：52米长桩，700根长基础：通过增加核心区桩长，减少核心区和巨柱下沉降：梅花型布置其他部分：矩形布置基础：重荷载处集中布置桩，3.7基础沉降采用有限元基床系数法计算：基床系数：核心区刚度80kN/mm；膨胀区刚度10

10、0kN/mm；桩基最大沉降量：96毫米；按标准公式计算沉降：最大沉降计算值120毫米；综合评价：通过对上海中心与金茂大厦、世界金融中心的结构形式、桩型、持力层深度的比较，综合分析，上海中心桩基沉降值约为120150米。3.7基础，3。塔式结构系统简介。结构设计中的主要弹性分析结果、4.1塔的主要设计指标、4。塔架结构、结构设计使用寿命的主要分析结果1)承载能力和正常使用50年；2)重要部件的耐久性为100年，次要部件的耐久性为50年。建筑安全等级1)塔的重要构件为一级，重要系数为1.1，包括：核心筒、巨型柱、伸臂桁架、环向桁架和径向桁架；2)塔的二次构件为二级，重要系数为1.0，包括除重要构件

11、外的其他构件，如地梁。建筑物位移、4.2塔周期及振型图、4.4塔结构主要分析结果、竖向荷载作用下的基底反力(不含地下室B2及以下)、4.3自重作用下的基底反力、4.4塔结构主要分析结果、超高层建筑自重对比、4.3自重作用下的基底反力、4.4塔结构主要分析结果。2)上海规范反应谱和场地反应谱的包络值，4%阻尼比；3)中等地震采用上海规范反应谱和4%阻尼比。塔结构主要分析结果，风荷载作用下巨型框架与核心筒之间的剪力和倾覆力矩分布，楼层剪力，倾覆力矩，核心筒，巨型框架，总剪力，核心筒，巨型框架，总倾覆力矩。总剪力，核心筒，巨型框架，总倾覆力矩，4。塔架结构的主要分析结果、4.7风荷载和频繁地震作用下

12、的塔架变形，注：1)风荷载以50年重现期和4%阻尼比为基础；2)上海规范反应谱和场地反应谱的包络值，4%阻尼比；3)中等地震采用上海规范反应谱和4%阻尼比。4。塔架结构的主要分析结果：4.8风荷载和地震作用下楼层间的位移角，风荷载和地震作用下X方向和Y方向的1/500极限，Y方向和X方向的1/500极限，4。塔结构主要分析结果，5。结构设计中的一些关键问题，5.1风工程研究，5.2地震工程研究，5.3结构钢优化设计，5.4巨型柱设计分析与研究，5.5罕遇地震下结构弹塑性时程分析与研究，5.1风工程研究，5.1风工程研究内容，5.1风工程研究，风气候研究，根据气象资料确定设计风速和风向分布。空气

13、动力学优化研究优化了建筑形状，降低了横风动力响应。1:500的比例是高频负载平衡测试(HFFB)。为了研究高阶模态响应的影响，进行了比例为133，360，500的高频压力积分模型试验(HFRI)。为了研究高雷诺数的影响，进行了比例比为1:85的高雷诺数试验；进行了比例为133，360，500的气动弹性模型试验，以研究结构振动并检验高频力平衡试验和高频压力整体模型试验的结果。5.1.2风气候研究，5.1风工程研究，上海的大风主要受台风控制，风气候模型应反映台风的影响；目前，风气候统计模型是基于上海虹桥国际机场的近地风记录和最新的台风蒙特卡罗模拟结果。台风模拟结果由美国应用研究所提供。5.1.2风

14、气候研究，5.1风工程研究，风气候模型根据美国应用研究所(ARA)提供的风气候模型，10米高度的100年回归期10分钟平均风速为31米/秒，500米高度的100年回归期10分钟平均风速为50米/秒。 上海地区10米高度100年回归期10分钟平均风速为31米/秒，500米高度100年回归期10分钟平均风速为55米/秒，超高层建筑的横向风荷载和效应明显。 当风速达到临界风速时，超高层建筑容易发生横风涡激振动，导致横风响应增大。5.1.3气动优化研究、横风响应、无横风涡激振动、横风涡激振动、风速、5.1风工程研究、5.1.3气动优化研究、超高层建筑有较大的横风荷载和明显的横风效应。优化建筑形式可以有

15、效降低侧风荷载和结构效应。常用的能有效降低风荷载的体型优化方法包括：上海中心大厦建筑体型采用“圆形倒角”、“方形立面”和“变截面”三种体型优化方法。圆形倒角、楔形立面、截面变化、扰流翼、立面开启、5.1风工程研究、5.1.4风洞试验、高频载荷平衡试验13360500、5.1风工程研究、5.1.4风洞试验、高雷诺数试验。将13360.50000000000003 5.1风洞试验结果与中国荷载规范进行比较，并对荷载规范计算的风荷载值进行分析在侧风方向，荷载规范结果明显大于风洞试验结果。5.1风工程研究表明，上海大厦高度高，周期长，上层为高档酒店公寓，对舒适度要求较高。根据上海市高层建筑钢结构设计规范的规定，10年一遇风荷载作用下顺风向和侧风向建筑顶点的最大加速度限值可取如下值：根据上海交通大学的建议，风荷载作用下的最大扭转速度限值可取如下值：5.1.6舒适度计算，25厘米/秒2，酒店、办公楼，15厘米/秒2，公寓，加速度限值，