上海市中心大厦结构设计介绍精简版.ppt

上海中心大厦结构设计介绍 李伟兴李伟兴 天华建筑设计有限公司结构三所天华建筑设计有限公司结构三所 20112011年年0404月月 目录目录 1.项目概况 2.建筑设计简介 3.塔楼结构体系简介 4.结构设计中的主要弹性分析结果 5.结构设计中的一些关键问题 1. 1. 项目概况项目概况 1.1 1.1 区域定位区域定位 上海中心大厦项目选址于中国上 海陆家嘴CBD金融区Z3-1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 ，地块面积约3公顷 1. 1. 项目概况项目概况 上海中心大厦与金茂大厦、环球金融中心用地相连，在区域总体布局中三 者的主要朝向相互错开，避免了对视干扰，也有效保证了各自展示形象的可能 上海中心 金茂大厦 环球金融中心 1.1 1.1 区域定位区域定位 1. 1. 项目概况项目概况 未来上海中心将与东方明珠遥相呼应，成为统领浦江两岸的制高点未来上海中心将与东方明珠遥相呼应，成为统领浦江两岸的制高点 1.1 1.1 区域定位区域定位 1. 1. 项目概况项目概况 1.1 1.1 区域定位区域定位 1. 1. 项目概况项目概况 1.21.2 项目定位及功能目标项目定位及功能目标 n 项目定位 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 n 功能目标 商务活动“中心” 商务交流休憩“中心” 市民休闲娱乐“中心” 1. 1. 项目概况项目概况 1.3 1.3 技术经济指标技术经济指标 n 用地面积：30370m2 n 容积率：12.51 n 地上建筑面积：38万m2 n 地下建筑面积：16万m2 n 绿化率：30％ n 建筑密度：45％ n n 建筑总高度：632m 1. 1. 项目概况项目概况 1.41.4 国际化设计团队国际化设计团队 n 建筑设计：Gensler ——设计总包 n 合作设计：同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司 ——设计咨询及全部施工图设计 n 结构设计：Thornton Tomasetti ——方案及初步设计阶段结构设计 n 机电设计：Cosentini ——方案及初步设计阶段机电设计 1. 1. 项目概况项目概况 1.4 1.4 国际化设计团队国际化设计团队 n 景观设计：SWA （美国） n 风洞试验：RWDI、西安大略大学（加拿大） n 工料测量：利比工料测量师事务所 n 酒店咨询：HVS （酒店）咨询公司、大班（酒店）咨询公司 n 市场咨询：高纬环球公司 n 其他提供咨询的公司： 华东建筑设计研究院有限公司 I.DEA 誉德 上海建科院 柏诚（亚洲）有限公司 增德防火技术服务咨询公司 Koopx 1. 1. 项目概况项目概况 n 方案设计：2008.6～2008.11 n 初步设计：2008.8～2009.11 n 施工图设计：2008.9～2010.4 n 精装饰设计：2009.1～2011.5 n 施工：2008.11.28～2014.5 n 低区办公及裙房部分试营业：2012.9.30 n 全部营业：2014.12.18 1.5 1.5 工程项目总体进度安排工程项目总体进度安排 1. 1. 项目概况项目概况 2. 2. 建筑设计简介建筑设计简介 2.1 世界超高层建筑比较 2. 2. 建筑设计简介建筑设计简介 2.2 几何特征 由三段圆弧构成的圆导角三边形（其中之一切角）作为上海中心外围几何的基由三段圆弧构成的圆导角三边形（其中之一切角）作为上海中心外围几何的基 本构形，旋转上升并均匀缩小，演进为一个平滑光顺的非线性扭曲面，形成了大厦本构形，旋转上升并均匀缩小，演进为一个平滑光顺的非线性扭曲面，形成了大厦 独特的立面造型。

独特的立面造型 Zone1Zone2 Zone3Zone4 Zone8Zone7Zone6Zone5 2. 2. 建筑设计简介建筑设计简介 2.2 几何特征 2. 2. 建筑设计简介建筑设计简介 概况 n 建筑高度：632m n 结构高度：574m n 塔楼层数：地下5层，地上124层 大楼竖向划分为9个区 n 1个裙房商业区 n 5个办公区 n 2个酒店区 n 1个观景区 每个区被2层高的设备层分隔 n 空调设备 n 电力设备 n 逃生区域 n 电梯设备 n 维修保养设备 1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 Zone1 Zone2 Zone3 Zone4 Zone5 Zone6 Zone7 Zone8 Zone9 2.3 竖向功能布置 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 2. 2. 建筑设计简介建筑设计简介 2.3 竖向功能布置 2.3 竖向功能布置 2. 2. 建筑设计简介建筑设计简介 2.3 竖向功能布置 2. 2. 建筑设计简介建筑设计简介 2.3 竖向功能布置 2. 2. 建筑设计简介建筑设计简介 2.3 竖向功能布置 2. 2. 建筑设计简介建筑设计简介 Zone1－－裙房商业区透视图 商务休闲层中庭功能排布商务休闲层中庭功能排布 餐饮 健身 多功 能厅 艺术 展厅 便 利 店 前台 中庭悬挑近14米 2.4 平面布置图 3. 3. 塔楼结构体系简介塔楼结构体系简介 3.1 3.1 抗侧力结构体系抗侧力结构体系 3.1 抗侧力结构体系 巨型框架- 核心筒 – 伸臂桁架（共6道 ） 伸臂桁架核心筒 巨型柱 环带桁架 外伸臂+ 环带桁架 环带桁架 3.塔楼结构体系简介 核心筒 3.1 抗侧力结构体系 3.塔楼结构体系简介 核心筒 +巨柱 3.1 抗侧力结构体系 3.塔楼结构体系简介 核心筒 +巨柱 +外伸臂 3.1 抗侧力结构体系 3.塔楼结构体系简介 核心筒 +巨柱 +外伸臂 +箱型空间桁架 3.1 抗侧力结构体系 3.塔楼结构体系简介 3.2 3.2 巨型柱巨型柱 结论： n巨柱的布置宜结合建筑布局及结构性能综合确定。

主巨柱设置于核心筒内隔墙 对应位置，通过伸臂桁架协同抗侧力，可获得相对较大的力臂 n次巨柱主要作用是减小环带桁架跨度，故不设伸臂桁架与核心筒连接，避免伸 臂与核心筒角部连接构造的困难 n巨柱采用SRC组合柱，含钢率控制在4～7％可有效减小巨柱截面，并提高延性 经过多轮结构体系选型分析，并与建筑布局充分协调，确定以下巨柱布置方案 3.2 巨型柱 1～5区普通楼层加强层6～8区普通楼层 3.塔楼结构体系简介 ZONE6～8典型平面 8根主巨柱 ZONE1～5典型平面 8层主巨柱+4根角柱 3.2 巨型柱 区 段 截面（m）砼 等级 含钢率 8主：1.9x2.4C504% 7主：2.3x3.3C504% 6主：2.5x4.0C604% 5主：2.6x4.4C604% 角：1.2x4.5C604% 4主：2.8x4.6C604% 角：1.5x4.8C604% 3主：3.0 x4.8C704% 角：1.8x4.8C704% 2主：3.4x5.0C704% 角：2.2x5.0C704% 1主：3.7x5.3C705% 角：2.4x5.5C704% 3.3 3.3 核心筒核心筒 ZONE6～8 ZONE9 ZONE1～4 ZONE5～6 ZONE7~8 n上部为十字形布置 n中部为切角方形布置 n底部为方形布置 3.3 核心筒 3.3 核心筒 3.塔楼结构体系简介 区段混凝土等级翼墙厚 (mm) 腹墙厚 (mm) 翼墙钢板 含钢率 腹墙钢板 含钢率 1C6012009004%(1F~3F) 3%(4F~8F) 2%(1F~3F) 1.5%(4F~8F) 2C6012009002%(9F~13F ) 1.5%(9F~13F ) 3C601000800 4C60800700 5C60700650 6C60600600 7C60600500 8C60600500 3.3 核心筒 3.塔楼结构体系简介 3.4 3.4 伸臂桁架伸臂桁架 外伸臂+ 环带桁架 环带桁架 数量5 outriggers6 outriggers6 outriggers8 outriggers 位置3/5/6/7/81/3/5/6/7/82/4/5/6/7/81/2/3/4/5/6/7/8 第一阶周期(s)9.29.159.078.91 最大层间位移角h/501h/500h/496h/492 3.4 伸臂桁架 3.塔楼结构体系简介 位于第2、 4、5、6、7、8区 外伸臂桁架贯穿核心筒腹墙 8 7 6 5 4 2 3.4 伸臂桁架 3.塔楼结构体系简介 伸臂桁架轴侧图 区段构件规格（mm） OT8H1000 x1000 x90 x90 OT7H1000 x1000 x80 x80 OT6H1000 x1000 x60 x60 OT5H1000 x1600 x100 x100 OT4H1000 x1000 x80 x80 OT2H1000 x1000 x90 x90 OT2 OT4 OT5 OT6 OT7 OT8 伸臂桁架立面图 塔楼剖面图 3.4 伸臂桁架 3.塔楼结构体系简介 3.5 3.5 楼面体系楼面体系 155mm厚组合楼板 79mm厚混凝土现浇板 76mm厚压型钢板 3.5 楼面体系——标准层 3.塔楼结构体系简介 200mm至250mm厚组合楼板 设置径向桁架 径向桁架 3.5 楼面体系——加强层 3.塔楼结构体系简介 约束箱型桁架的扭转 承担悬挑楼层以及外玻璃幕墙荷载 8 7 6 5 4 2 3 1 3.5 楼面体系 3.塔楼结构体系简介 3.6 3.6 幕墙支撑体系幕墙支撑体系 l采用双层玻璃幕墙 l外层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 内层玻璃 幕墙 外层玻璃 幕墙 中庭 3.6 幕墙支撑体系 3.塔楼结构体系简介 轮辐 水平支撑 楼板 带水平支撑的轮辐结构在各个楼层将幕墙结构的水平风荷载传 递到楼板。

楼板 轮辐结构 幕墙体系轴侧图幕墙体系平面图 3.6 幕墙支撑体系 3.塔楼结构体系简介 悬挑钢桁架 幕墙结构的自重通过吊杆传递到加强层内的悬挑钢桁架上 吊杆 轮幅 水平支撑 3.6 幕墙支撑体系 3.塔楼结构体系简介 3.6 幕墙支撑体系 塔冠结构整体轴侧图 鳍状竖向 桁架 皇冠结构 支承框架 结构 轮辐结构 3.塔楼结构体系简介 3.7 3.7 地基基础地基基础 l 桩型:钻孔灌注桩（后注浆） l 桩径：1000mm l 桩长：核心区56米，扩展区52米 l 基础持力层：9-2-1层粉砂 l 单桩承载力：10000KN(1000吨) l 承载力取值依据： 1）地质勘察报告提供参数计算： 11267.419﹥10000kN 2）试桩取得参数计算：13000﹥10000kN 3）《建筑桩基技术规范》计算：11661.6﹥10000 4）桩基础选型科技委专家意见 3.7 地基基础 3.塔楼结构体系简介 l 总桩数：947根 l 核心区：桩长56米，共247根 l 扩展区：桩长52米，共700根 l 长度依据：通过增加核心区桩长 度，减小核心区沉降 l 核心区及巨柱下：梅花形布置 l 其它部位：矩形布置 l 布置依据：荷载大的位置桩位集 中布置 3.7 地基基础 3.塔楼结构体系简介 有限元基床系数法计算沉降： l 基床系数：。