超高层建筑的结构.pptx

第九组 制作人：艾方燚、黄步青、宗文娟、张卿睿、王定城、 赵维灿、王学杰、刘泽楠、宋倩倩、 超高层建筑结构案例分析超高层建筑结构案例分析 —— ——金茂大厦金茂大厦 迪拜（哈利法塔 ，828米 ） 一、超高层建建筑一、超高层建建筑 广州塔（中国， 600米） 台北101（中国，508米） 上海环球金融中心（中国，492米） 金茂 大厦（中国，421米） 吉隆坡国 家石油双 塔 （马来 西亚，452 米） 南京紫峰大厦（ 中国，450米） 芝加哥西尔 斯大厦（美 国，442米） 我国《民用建筑设计通则》GB50352—2005规 定：建筑高度超过100m时，不论住宅及公共 建筑均为超高层建筑，俗称“摩天大楼” 从古至今．人们都在追逐这种天空之城的梦 想，都想感受到“危楼高百尺，手可摘星辰 ”的乐趣而随着城市化进程的加快．人们 的梦想终于得以实现：“鹤立鸡群”的摩天 大楼在全球城市建筑中拔地而起 什么是超高层建筑什么是超高层建筑? ? 1.超高层基础采用深基础。

由于建筑高， 体量大，支撑高层的地基必须达到足够 的强度，所以多采用深基础，持力层嵌 入微风化岩层 2.超高层地下室深度大、层数多、面积 大一是要满足建筑功能方面的要求， 比如人防面积、停车位数量等；二是要 解决在施工过程中的结构抗浮问题 超高层建筑的结构难点 （1）框架—剪力墙结构 框架—剪力墙结构，又称框剪结构，框架-剪力墙结构体 系是指由框架和剪力墙共同作为竖向承重结构的多(高)层 房屋结构体系它是在框架纵、横方向的适当位置，在柱 与柱之间设置几道钢筋混凝土墙体(剪力墙)在这种结构 中，框架与剪力墙协同受力，剪力墙承担绝大部分水平荷 载，框架则以承担竖向荷载为主，这样，可以减少柱子的 截面剪力墙在一定程度上限制了建筑平面布置的灵活 性框架-剪力墙结构体系则充分发挥框架和剪力墙各自的 特点，既能获得大空间的灵活空间，又具有较强的侧向刚 度所以这种结构形式在房屋设计中比较常用这种体系 一般用于办公楼、旅馆、住宅以及某些工艺用房框架一 剪力墙结构，一般用于25层以下房屋结构 超高层建筑的结构体系超高层建筑的结构体系 （2）剪力墙结构 剪力墙结构是由纵向、横向的钢筋混凝土墙所组成的结构 ，即结构采用剪力墙的结构体系。

墙体除抵抗水平荷载和 竖向荷载外，还对房屋起围护和分割作用剪力墙结构优 点是整体性好，侧向刚度大，适宜做较高的高层建筑，水 平力作用下侧移小，并且由于没有梁、柱等外露构件，可 以不影响房屋的使用功能缺点是由于剪力墙位置的约束 ，使得建筑内部空间的划分比较狭小，不能提供大空间房 屋，结构延性较差因此较适宜用于宾馆与住宅全剪力 墙结构常用于25～30层结构 （3）筒体结构 筒体结构是用钢筋混凝土墙围成侧向刚度很大的 筒体的结构形式筒体在侧向风荷载的作用下， 它的受力特点就类似于一个固定在基础上的筒形 的悬臂构件迎风面将受拉，而背风面将受压 筒式结构可分单筒、筒中筒体系、桁架筒体系、 成束筒体系等筒体可以为剪力墙，也可以采用 密柱框架;也可以根据实际需要采用数量不同的 筒筒体结构多用于高层或超高层公共建筑中 筒式结构则用于30层以上的超高层房屋结构，经 济高度以不超过80层为限 1、金茂大厦简介（JinMaoTower），又称金茂 大楼，位于上海浦东新区黄浦江畔的陆家嘴金 融贸易区，楼高420.5米，是上海第3高的摩天 大楼（截至2013年）、中国大陆第3高楼、世 界第8高楼。

大厦于1994年开工，1999年建成 ，有地上88层，若再加上尖塔的楼层共有93 层，地下3层，楼面面积27万8,707平方米，有 多达130部电梯与555间客房，现已成为上海的 一座地标，融汇中国塔型风格与西方建筑技术 的多功能型摩天大楼，由著名的美国芝加哥 SOM设计事务所的设计师Adrian Smith设计 因为中国人喜欢塔所以中国才把金茂大厦设计 成这样 案例案例————金茂金茂大厦大厦 地基结构特点地基结构特点 主楼的基础为桩筏基础 ．八角形，相当于59． 32mx59．32m的方形基 础筏板厚4m，桩基为 入土82．5m 的直径 914mm钢管桩，429根 桩位呈八角形分布，桩 距有2．7m和3．0m两种 ，是典型的群桩因此 ，整个大楼和桩筏基础 是一个共同作用的刚度 很大的整体结构 --砂粘土地基，且100m(328英尺)以内达不到基岩层 此外，影响结构设计之额外因素还有该地区会经常受 台风袭击和发生地震 结构工程师环绕中心部分设计了一个钢筋混凝土的保 护性结构，往上则是高强度混凝土与钢结构复合结 构在大楼框架下面有一个4m厚的钢筋混凝土筏式基 础及429根空心钢桩打入砂粘土层65m深。

虽然该处较 硬的砂粘土能提供某些承载力，大厦的支承主要依靠 桩的摩阻力 地面上，钢筋混凝土内筒通过外伸桁架与外檐处的8根 超级巨柱结合在一起，共同承担垂直与水平荷载 18 地基结构设计地基结构设计 金茂大厦金茂大厦结构结构 主楼的上部结构采用钢筋 混凝土核心筒与钢结构外 框架结合的混合结构体 系主要由核心筒、外框 架、巨型钢桁架和楼板组 成核心筒的平面八角形 ，外包尺寸27mx27m53 层以下有井字形内墙，分 隔成九格；53层以上无中间 隔墙，为一个空心钢筋混 凝土筒 外外周边有周边有8 8个混凝土大柱子，它们和个混凝土大柱子，它们和钢筋混凝土心筒钢筋混凝土心筒组成组成 主要的抗侧力体系，角部还有主要的抗侧力体系，角部还有8 8个小钢柱，主要承受竖向个小钢柱，主要承受竖向 荷载并参与抗扭荷载并参与抗扭 在内在内筒和大柱子之间设置了筒和大柱子之间设置了3 3道伸缩臂桁架，位于道伸缩臂桁架，位于24~2624~26 层，层，51~5351~53层，层，85~8785~87层，伸臂桁架是层，伸臂桁架是2 2层高的刚桁架层高的刚桁架8787 层以上设置了空间钢桁架，一方面承受屋顶设备层的重力层以上设置了空间钢桁架，一方面承受屋顶设备层的重力 荷载，一方面加强了荷载，一方面加强了8 5~8 78 5~8 7层的伸臂，保证核心筒和外层的伸臂，保证核心筒和外 柱共同工作设置伸臂后，大大增加了结构刚度，减小了位柱共同工作设置伸臂后，大大增加了结构刚度，减小了位 移。

移8 8个大柱子的底部截面尺寸为个大柱子的底部截面尺寸为1.5mx4.88m1.5mx4.88m，混凝土强，混凝土强 度为度为5 l.7MPa5 l.7MPa，顶部减小到，顶部减小到0.91mx3.53m 0.91mx3.53m 混凝土截面除了混凝土截面除了 配置钢筋外，两侧还配置了轻型骨架，型钢之间有斜加劲配置钢筋外，两侧还配置了轻型骨架，型钢之间有斜加劲 杆相连，（类似桁架式骨架），可认为是钢骨混凝土柱，杆相连，（类似桁架式骨架），可认为是钢骨混凝土柱， 但钢骨在混凝土截面中的面积比仅为但钢骨在混凝土截面中的面积比仅为o o．．48%48%，大大低于，大大低于 钢骨混凝土柱所要求的含钢率，因此也可认为就是钢筋混钢骨混凝土柱所要求的含钢率，因此也可认为就是钢筋混 凝土柱 外伸桁架的结构特点外伸桁架的结构特点 构件连接形式多样在核心筒部位构件连接形式多样在核心筒部位, , 外伸桁架以中厚板剖外伸桁架以中厚板剖 口对接的形式为主这是因为核心筒内隔墙的壁厚较薄口对接的形式为主这是因为核心筒内隔墙的壁厚较薄, , 采用螺栓连接或销接有困难在巨形复合柱内以高强螺采用螺栓连接或销接有困难。

在巨形复合柱内以高强螺 栓与焊接混用栓与焊接混用, , 一般情况腹板用高强螺栓、上下翼缘用剖一般情况腹板用高强螺栓、上下翼缘用剖 口焊而外挑朽架部位口焊而外挑朽架部位, , 初装时用高强螺栓与销子连接初装时用高强螺栓与销子连接, , 终固时所有销接部位再补上高强螺栓终固时所有销接部位再补上高强螺栓 主要结构————核心筒外伸桁架结构体 系 建造过程中，业主对结构提出了修改要求，原部 分构件设计是钢结构，现需改成钢筋混凝土现浇悬 挑板结构，而原先主楼核心墙的梁、柱都没有预留 筋，这样连接筋就成了结构修改中的一个大问题 针对工程特点，采用植筋方法来满足设计要求 在整个加固工程中，大厦的53层到88层平均每层 需植筋150根左右，总计约3000余根 26 植植筋工艺在金茂大厦筋工艺在金茂大厦53-8853-88层现浇悬挑板加层现浇悬挑板加 固中的应用固中的应用 Thank you 讲解到此结束 。