上海中心大厦

上海中心大廈 上海中心大厦结构采用了“巨型框架2核心筒2伸臂桁架”抗侧力结构体系。图4为该结构体系组成, 其特点如下: (1)巨型框架结构由8根巨型柱、4根角柱以及8道位于设备层两个楼层高的箱形空间环带桁架组成,巨型柱和角柱均采用钢骨混凝土柱。巨型柱与角柱平面布置如图3所示。 (2)核心筒为钢筋混凝土结构,截面平面形式根据建筑功能布局由低区的方形逐渐过渡到高区的十字形,为减小底部墙体的轴压比,增加墙体的受剪承载力以及延性,在地下室以及1～2区核心筒翼墙和腹墙中设置钢板,形成了钢板组合剪力墙结构,墙体中含钢率为115%～410%。 (3)在初步设计阶段,从结构整体受力、变形、用钢量以及施工过程等因素综合考虑,研究设置5道、6道和8道伸臂桁架等不同对结构的影响,最终确定了沿结构竖向共布置6道伸臂桁架,分别位于2区、4区、5～8区的加强层,结构剖面图见图5所示。伸臂桁架在加强层处贯穿核心筒的腹墙,并与两侧的巨型柱相连接,增加了巨型框架在总体抗倾覆力矩中所占的比例。 (4)竖向荷载的传递,通过每道加强层处的环带桁架将周边次框架柱的重力荷载传至巨型柱和角柱,从而减小了巨型柱由于水平荷载产生的上拔力。另外,在每个加强层的上部设备层内,设置了多道沿辐射状布置的径向桁架,径向桁架不仅承担了设备层内机电设备以及每区休闲层的竖向荷载,而且承担了外部悬挑端通过拉索悬挂起下部每个区的外部玻璃幕墙的荷载,并将荷载传至环带桁架、巨型柱以及核心筒。 圖3 图4　上海中心大厦结构体系组成 图5　结构剖面图 图7、8分别为风荷载和多遇地震作用下结构楼层剪力和楼层倾覆力矩分布比较。从反应分布可以看出,设防地震作用下结构承担的侧向力明显大于 风荷载作用下结构承担的侧向力,结构抗侧力构件按中震弹性设计。图9水平荷载作用下结构层间位移角分布,通过风荷载与多遇地震水平作用下结构层间位移角比较,可以发现,结构的侧向变形由风荷载控制;另外,合成风荷载作用下结构层间位移角明显大于单向风荷载作用下的结果,结构最大层间位移角为1/505,出现在结构的94层;同时,从两个方向风荷载作用下层间位移角比较来看,Y向最大层间位移角出现在顶层(124层),这是因结构以弯曲变形为主,而层间位移角计算中包含弯曲变形成分,但X向最大层间位移角出现在94层,其数值明显大于相同位置处的Y向层间位移角。其原因是核心筒腹 墙在结构第7区沿X向开洞较多所致,见图10所示。 图7　楼层剪力比较 图8　楼层倾覆力矩比较 图9　水平荷载作用下结构层间位移角分布 图10　结构7区核心筒开洞