中国华润大厦——华润集团总部办公大楼于12月18日正式落成启用。这座造型独特的超高层建筑位于深圳湾后海商务区,高达392.5米,流线型外观形如春笋,为深圳日新月异的天际线新增一景。
贵阳201大厦为钢结构超高层,本建筑采用创新结构形式:钢偏心支撑筒悬挂结构体系,塔楼高宽比较大,并率先在国内将悬挂结构应用于超高层结构,实现了建筑与结构的完美结合。本文主要介绍201大厦的钢结构设计。
风荷载是高层建筑的主要侧向荷载之一,鉴于越来越多的国外工程设计的要求,了解并掌握国际常用规范中风荷载的计算分析相关规定非常重要。结合超高层混合结构科威特中央银行总部大楼的实际工程,对美国规范风荷载的相关规定及本工程的风洞试验进行了介绍和研究,以期对类似工程的风荷载分析有一定的参照作用。
天津高银117 大厦建筑高度597m,共117 层,是中国在建的屋顶高度最高的建筑物,结构高宽比达到约9. 5,均大大超过现行规范限值。为满足结构抗震与抗风的技术要求,结构采用含有巨型组合柱、巨型支撑及转换桁架组成的外框架以及含有组合钢板剪力墙的钢筋混凝土核心筒形成的巨型框架钢-混凝土混合结构体系。塔楼的结构高度、高宽比、巨型柱截面尺寸等均创造了中国现有建筑物的工程记录。
钢管混凝土柱、钢梁框架+混凝土核心筒结构体系,最大化地发挥了钢和混凝土各自的特性,即钢结构施工速度快、重量轻、强度大,混凝土结构刚度大、成本低。与全钢结构相比,具有节省型钢和节约用料,减少防火处理,减轻施工难度及降低工程造价等优点;与混凝土结构相比,又具有减轻结构自重,节约基础造价,施工速度快和减少现场湿作业等优点。因此,是一种符合我国国情的、较好的超高层建筑结构形式,这种混合结构体系在我国已经得到大量应用,并被建设部列为推广应用新技术。高层建筑方面,钢管混凝土柱的出现在美国大约始于二十世纪70 年代,并开始在高层建筑中大受欢迎,在国内, 这种混合结构的高层公共建筑近二十年来也已经得到了较快发展。中铁建工集团深圳分公司对该种结构体系施工技术进行了认真总结,该施工技术获集团公司科技进步二等奖,其施工工法具有普遍的使用价值。
天津津塔是一栋高336.9m的钢结构超高层建筑,主要抗侧力体系采用“钢管混凝土柱框架+核心钢板剪力墙体系+外伸刚臂抗侧力体系”组成。薄钢板剪力墙结构作为一种新的结构体系,充分利用薄钢板的拉力场效应,具有较大的弹性初始刚度、大变形能力和良好的塑性性能、稳定的滞回特性等优点。国内还没有类似工程的先例。基于大量的理论研究和试验研究相结合的研究成果,津塔结构设计解决了不同施工工况下钢板剪力墙设计,根据大震下柱脚拉压力设计双底板柱脚、钢管混凝土柱设计规范选择比较和弹塑性分析等技术难点。
迪拜哈利法塔高度达828m,是目前世界最高的建筑。这个高度已超越了纯钢结构高层建筑的使用范围,但又不同于内部混凝土外围钢结构的传统模式,在体系上有所突破。由于超高,设计上着重解决抗风设计和竖向压缩、徐变收缩等竖向变形问题。施工上将C80混凝土一次泵送到601m的高度,创造了一个新的奇迹。
上海中心大厦高632m,采用了巨型框架-核心筒-伸臂桁架抗侧力结构体系,为钢-混凝土混合结构。简要介绍了该结构工程的建筑设计、结构体系特点以及结构整体设计指标,并对计算结果进行分析。针对结构分析中若干关键问题的分析结果:结合规范与建筑功能布局,合理确定了结构活荷载取值;对结构进行了详细的风致响应研究,将风洞试验结果与荷载规范结果进行比较,并探讨了两者之间的差异;对结构进行了详细的地震作用反应分析,确定了性能化目标和地震动反应谱,得到了结构的抗震可靠度;对巨型柱承载力以及延性进行了详细研究,分析了巨型柱钢骨选型的影响因素;对结构用钢量进行了合理优化,并采取了具体的优化措施,可节省钢材12000 t;罕遇地震作用下弹塑性时程分析表明,结构能够满足抗震性能化目标,具有较好的延性。
针对目前一些超高层钢结构施工过程中出现的钢柱安装偏差超出规范允许范围,对后续钢结构安装造成极为不利的影 响。本文通过实例,综合考虑高层安装中的各种因素,提出了一次性纠偏和渐递性纠偏两种方案,并对两种方案进行比较,最后确定采用一次性纠偏,此方案在实际施工过程中取得非常好的效果。
结合广州珠江新城西塔工程的钢结构施工,介绍了超高层钢结构施工过程中的测量关键技术,包括坐标系的转换、轴线控制点的竖向传递、倾斜圆管柱安装精度的控制、复杂构件检验、外环梁的精度控制等。