超高层建筑案例分析—结构体系-交通体系

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,超高层建筑案例分析,结构体系和交通体系,1,建筑概况：,建筑设计：,Gensler,建筑设计事务所,地点：中国上海陆家嘴,CBD,金融区,Z3-1,地块,建造时间：,2008-2016,用地面积：,30370m2,总建筑面积：,433954,平方米,基地面积： 18931.74平方米高度：,632,米（,580,），,118F/-5F,结构设计：美国,Thornton Tomasetti,结构师事务所（,TT,）,功能：商业、办公、酒店,结构形式：巨型框架,-,核心筒,伸臂桁架,上海中心,2,3,4,概况,建筑高度：,632m,结构高度：,574m,塔楼层数：地下,5,层，地上,124,层,大楼竖向划分为,9,个区,1,个裙房商业区,5,个办公区,2,个酒店区,1,个观景区,每个区被,2,层高的,设备层,分隔,空调设备,电力设备,逃生区域,电梯设备,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,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,5,竖向功能布置,6,竖向功能布置,7,竖向功能布置,8,竖向功能布置,9,竖向功能布置,10,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。,Zone1,Zone2,Zone3,Zone4,Zone8,Zone7,Zone6,Zone5,结构体系,11,结构体系,几何特征,12,结构体系,13,结构体系,巨型框架,-,核心筒,伸臂桁架,14,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,钢梁,钢柱,巨型柱,环带桁架,外伸臂,+,环带桁架,环带桁架,结构体系,15,现场施工照片,结构体系,巨型柱,核心筒,环带桁架,16,结论：,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。,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。,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,巨型柱,1,5,区普通楼层,加强层,6,8,区普通楼层,结构体系,17,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,巨型柱,区段,截面（,m,）,砼,等级,含钢率,8,主,：,1.9x2.4,C50,4%,7,主,：,2.3x3.3,C50,4%,6,主,：,2.5x4.0,C60,4%,5,主：,2.6x4.4,C60,4%,角：,1.2x4.5,C60,4%,4,主：,2.8x4.6,C60,4%,角：,1.5x4.8,C60,4%,3,主：,3.0x4.8,C70,4%,角：,1.8x4.8,C70,4%,2,主：,3.4x5.0,C70,4%,角：,2.2x5.0,C70,4%,1,主：,3.7x5.3,C70,5%,角：,2.4x5.5,C70,4%,18,ZONE6,8,ZONE9,ZONE1,4,ZONE5,6,ZONE78,上部为十字形布置,中部为切角方形布置,底部为方形布置,核心筒,19,核心筒,结构体系,20,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,1,C60,1200,900,4%(1F3F),3%(4F8F),2%(1F3F),1.5%(4F8F),2,C60,1200,900,2%(9F13F),1.5%(9F13F),3,C60,1000,800,4,C60,800,700,5,C60,700,650,6,C60,600,600,7,C60,600,500,8,C60,600,500,核心筒,结构体系,21,外伸臂,+,环带桁架,环带桁架,数量,5 outriggers,6 outriggers,6 outriggers,8 outriggers,位置,3/5/6/7/8,1/3/5/6/7/8,2/4/5/6/7/8,1/2/3/4/5/6/7/8,第一阶周期,(s),9.2,9.15,9.07,8.91,最大层间位移角,h/501,h/500,h/496,h/492,伸臂桁架,结构体系,22,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,结构体系,伸臂桁架,23,伸臂桁架轴侧图,区段,构件规格（,mm,）,OT8,H1000x1000x90x90,OT7,H1000x1000x80x80,OT6,H1000x1000x60x60,OT5,H1000x1600x100x100,OT4,H1000x1000x80x80,OT2,H1000x1000x90x90,OT2,OT4,OT5,OT6,OT7,OT8,伸臂桁架立面图,塔楼剖面图,伸臂桁架,结构体系,24,155mm,厚组合楼板,79mm,厚混凝土现浇板,76mm,厚压型钢板,楼面体系,标准层,结构体系,25,200mm,至,250mm,厚组合楼板,设置径向桁架,径向桁架,楼面体系,加强层,结构体系,26,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,楼面体系,结构体系,27,采用双层玻璃幕墙,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,幕墙支撑体系,结构体系,28,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,幕墙支撑体系,结构体系,29,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,幕墙支撑体系,结构体系,30,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,幕墙支撑体系,结构体系,31,交通体系,32,深圳平安金融中心,建筑概况：,建筑设计：,KPF,地点：深圳市福田区01号地块,建造时间：,2009-2016,总用地面积：,18931.74平方米总建筑面积：46万m,2,，办公：32万m,2,，商业：6万m,2,，地下室：7万m,2,基地面积：,12305.63,平方米高度：,592.5,米，,118F/-5F,结构设计：,TT,，,CCDI,功能：商业、办公、酒店,结构形式：框筒+外伸臂桁架混合结构,33,中国平安人寿保险股份有限公司（平安集团旗下公司）,2007,年,11,月,6,日竞得深圳中央商务区一商务地块，平安国际金融中心项目建筑核心筒结构高度,592.5,米，建成后总高度为,592.5,米。,原本设计为,660,米高的平安金融中心，最终高度将锁定在海拔,600,米以下。南都记者昨日从权威部门证实这一消息。而高度的“缩水”，据称是因为航空限高所致。作为项目总承包的中建一局向参与封顶仪式的媒体宣布，项目将在,2016,年,4,月全面竣工，建成后总高度将达到,592.5,米。,34,结构体系,结构体系：巨型柱斜撑框架、伸臂桁架、筒体,巨型柱斜撑框架：巨型柱、巨型斜撑、七道带状桁架、,V,形支撑,伸臂桁架：四道伸臂桁架,筒体：底部钢板混凝土剪力墙、上部型钢混凝土剪力墙,35,结构体系,36,结构体系,37,结构体系,38,型钢筒体,伸臂桁架,巨型斜撑框架,结构体系,39,结构体系,40,交通体系,电梯布局形式,：,1) 空中转换式,2) 分区式,3) 双层电梯,41,空中转换式 ：,1.高度大于300米以上建筑，电梯数量较多,2. 在二区或三区以上设空中大堂进行电梯转换,3. 需要设置穿梭电梯直达空中大堂,交通体系,42,交通体系,竖向由下往上分一个底层大堂，两个空中大厅，7个标准层区和顶层的观光层。其各层交通流线如下图：,43,办公区的交通流线：,交通体系,44,6.1.2,分区布局式：,1. 适用于高度不小于300米以上建筑，电梯数量较少,2. 不用设空置中大堂转换,3. 每分区电梯由地面直达,交通体系,45,6.1.3,双层电梯：,1. 所有客梯为双层轿厢,2.要求所有标准层层高一致，为4.5米,3. 空中大堂下层层高为4.5米,交通体系,46,双层电梯把办公区乘客带到各自的楼层。双层穿梭电梯把高区乘客带到空中大堂换乘分区电梯。观光区乘客在B1乘坐电梯。,交通体系,47,该项目电梯主要指标：,交通体系,48,电梯平面布置,交通体系,49,避难层防火分区划分,办公塔楼在L10,L25，L35，L48，L64，L79，L95，L111设置共8个避难层。避难层满足5人/m2，满足规范要求。避难区域与机房区域独立分区，并与三部合用前室直接相连；机房区域集中布置，以走道与避难区相连，其中局部开向避难区域的机房门设防烟前室；所有机房及走道均为甲级防火门。,以25层为例，如图所示,交通体系,50,安全疏散,办公区域的安全疏散,标准层楼梯布置,113层楼梯布置,115层楼梯布置,交通体系,51,消防电梯布置,消防电梯可抵达B5层至115层。但消防人员如果要利用消防电梯达到111层至115层，必须在110层有消防电梯FE-1或FE-2转移另一组消防电梯FL-3或FL-4。,交通体系,52,立面、细部解析,外立面材料,塔楼外立面选用材料：,玻璃，不锈钢，铝板 ，石材，所呈现形态外观纯净，挺拔，精美,53,左图为灰色玻璃,竖向石材与灰色玻璃打造经典美,右图为反射玻璃,竖向石材与反射蓝玻璃营造了坚如磐石的建筑形式,立面、细部解析,54,幕墙做法,机电避难层的幕墙玻璃百叶设计采用8+0.76+8的夹胶玻璃,机房百叶外侧另设一道夹胶玻璃百叶，以求幕墙的整体统一,立面、细部解析,55,两自然层设一道水平分隔线,以1.5米模数设置竖向分隔，与9米立柱模数取得一致,4.5米层高按1.5米及3.0米竖向划分,立面、细部解析,56,建筑概况：,建筑设计：美国,AS+GG,建筑设计事务所,地点：武昌滨江商务区核心区,建造时间：,2011-2017,总建筑面积：,393259,m,2,，地上：,323088,m,2,基底面积：,3136,平方米高度：,606,米（,636,）,，,125F/-6F,F,结构设计：,TT,，,CCDI,功能：、酒店、办公、商业、公寓,结构形式：框筒+外伸臂桁架混合结构,电梯数量,: 85,武汉绿地中心,57,全球第三高楼绿地中心是武汉崭新的地标、现代服务业发展的新载体、城市功能开发的新亮点，绿地中心的建设将凸显武汉中部地区中心城市地位，加快武汉“全国两型社会综合配套改革试验区”和“国家自主创新示范区”的建设步伐。,58,组合剪力墙,+,微倾的巨型,SRC,组合柱,+,曲线型的环带桁架,59,60,结构体系,61,结构体系,62,结构体系,63,交通体系,64,交通体系,65,交通体系,66,交通体系,67,交通体系,68,交通体系,69,70,香港中银大厦,建筑概况：,建筑设计：贝聿铭（,I.M. Pei,）,地点：香港中西区金钟花园道,1,号（,Hong Kong, China,）,建造时间：,1985-1990,总建筑面积：,130,000,平方米（,1,400,000 ft2,）,基地面积：约,8400,平方米高度：,315,米，,70,层,结构设计：,Leslie E. Roberston Associates,功能：,offices, banking hall, bank atrium, executive dining, employee cafeteria, VIP apartment suites, penthouse lounge, commissioned art, gardens, below-grade parking,结构形式：钢,-,混凝土混合结构巨型桁架体系,71,大楼地上,70,层，地下,4,层，总建筑面积,12.9,万平方米。楼高,315,米，加顶上两杆的高度共有,367.4,米，建成时为香港最高的建筑物，也是世界第五高建筑物。其设计灵感源自竹子的“节节高升”，以平面为例，大楼是一个正方平面，对角划成,4,组三角形，每组三角形的高度不同，如同节节上升的竹子，象徵著力量、生机、茁壮和锐意进取的精神，对于银行而言，其中的含意也不言而喻。其建筑特点是将中国的传统建筑意念和现代的先进建筑科技结合起来，由四个不同高度结晶体般的三角柱身组成，呈多面棱形，好比璀璨生辉的水晶体，在阳光照射下呈现出不同色彩。,72,整座大楼采用由八片平面支撑和五根型钢混凝土柱所组成的混合结构“大型立体支撑体系”，此混凝土,钢结构立体支撑体系，在改进结构性能方面具有如下独到之处：,1.,采用几何不变的轴力代替几何可变的弯曲杆系，来抵抗水平荷载，更加经济有效。,2.,利用多片平面支撑的组合，形成一个立体支撑体系，使立体支撑在承担全部水平荷载的同时，还承担了高楼的几乎全部的重力，从而进一步增强了立体支撑抵抗倾覆力矩的能力。,3.,将抵抗倾覆力矩用的抗压和抗拉竖杆件，布置在建筑方形平面的四个角，从而在抵抗任何方向的水平力时，均具有最大的抗力矩的力偶臂。,4.,利用立体支撑及各支撑平面内的钢柱和斜杆，将各楼层重力荷载传递至角柱，加大了楼层重力荷载作为抵抗倾覆力矩平衡重的力偶臂，从而提高了作为平衡重的有效性。,钢,-,混凝土混合结构巨型桁架体系,73,大楼为钢,-,混凝土混合结构巨型桁架体系。中银大厦主体结构由沿周边和对角线布置的榀平面钢桁架形成的立体支撑体系组成。用钢量还是比同样高度的其他楼房节约,40,左右。,结构体系,74,轴测图,结构模型,75,香港位于台风地区，超高层建筑要抵抗的横向风荷载为纽约和芝加哥的二倍。中银大厦由四个三角柱组成边长为,52,米,52,米的正方形平面。其中三个三角柱分别在不同高度截住并覆以,7,层高的玻璃斜坡顶。最后一个三角柱一直升到,70,层高度，然后以一对指向天空的天线杆结束。,大楼将结构与建筑造型密切结合，整个结构体系是由四根巨大角柱和一根中心柱承载重力，用三角空间构架抵抗横向风荷载，以此形成了没有柱网的内部空间。特别是在低层部分，由斜撑把中间柱的荷载传递到四角，造成了只有四根角柱的大空间，因此使大厦底层有一个开阔舒展的大堂。这个独特的设计不仅提供了空间的自由，而且有效地节省了大量钢材，降低了造价。,结构体系,76,交通,616,层平面图,4,层平面图,交通体系,77,2631,层平面图,25,层平面图,交通,交通体系,78,5166,层平面图,交通,3844,层平面图,交通体系,79,交通体系,80,3.3,上海环球金融中心,（,1),简介,上海环球金融中心位于上海陆家嘴，,2008,年,8,月,29,日竣工。,是中国目前第一高楼、世界第三高楼、世界最高的平顶式大楼，楼高,492,米，地上,101,层，开发商为“上海环球金融中心公司”，由日本森大楼公司主导兴建。,（,2,）建筑概况,【,开工日期,】,：,1997,年年初；,2003,年,2,月工程复工。,【,竣工日期,】,：,2008,年,8,月,29,日。,【,占地面积,】,：,14,400 m2,。,【,建筑面积,】,：,381,600 m2,。,【,建筑层数,】,： 地上,101,层、地下,3,层 。,【,建筑高度,】,：,492,米 。,【,结构形式,】,： 钢筋混凝土结构（,SRC,结构）、钢结构（,S,结构）。,【,建筑造价,】,：,1050,亿日元。,【,投资单位,】,： 森海外株式会社（,Forest Overseas Co., Ltd.,） 。,【,建筑设计,】,：,KPF,建筑师事务所 。,【,结构设计,】,： 籁思理,罗伯逊联合股份有限公司,(LERA),。,香港汇丰银行,建筑概况：,建筑设计：诺曼,福斯特,地点：香港中环,建造时间：,1979-1985,总建筑面积：,/,基地面积：约,8400,平方米高度：,180m,，,46F/-4F,功能：办公,结构形式：,巨型悬挂体系,83,香港汇丰总行大厦由著名建筑师诺曼福斯特设计，由构思到落成耗时6 年。,整座建筑物高180 米，共有46 层及4 层地库，使用了30,000 公吨钢及4,500 公吨铝建成。,84,设计特色,：,内部并无任何支撑结构，可自由拆卸。,所有支撑结构均设于建筑物外部，使楼面实用空间更大。,玻璃幕墙的设计，能够善用天然光,地下大堂门向着正南正北，冬夏都能保持大堂凉爽，节省不少冷气费,设计灵活，可按实际需要轻易进行扩建工程而不影响原有楼层,楼内还有一部文件运输带，可每天自由传送数吨重的文件。,巨型悬挂体系,85,“,衣架计划”,整个地上建筑用四个构架支撑，每,个构架包含两根桅杆，分别在五个楼,层支撑悬吊式桁架。,桁架所形成的双高度空间，成为每,一群楼层的焦点，同时还包含了流通,和社交的空间。,每根桅杆是由四根钢管组合而成，在,每层楼使用矩形托梁相互连接。这种布局使桅杆违到最大承载力，同时把桅杆的平面面积降到最小。,将建筑的钢结构特点裸露在外立面上，使得整个建筑具有现代的以及强有力的气息，整个大厦可分为,8,个“箱体”，大厦所有部件可进行拆卸和重组。,结构体系,86,结构体系,建筑平面为,72,*,55m,，高,180m,，地面以上,43,层,采用巨型桁架，分,5,层悬挂在,8,根巨型格构式柱上,87,结构体系,主要承重构件：,自基础延伸至不同高度处的两列巨型钢立柱,(,每列,4,个共,8,个,),，由它们承受全楼的重力荷载和水平荷载。,每个立柱的平面尺寸为,4.8mX5.1m,，由,4,个圆钢管柱组成。,钢管柱间每隔,3,9m(,层高,),均连以矩形截面加肋钢梁，形成空腹桁架式的竖向构件。,88,结构体系,建筑平面为,72,*,55m,，高,180m,，地面以上,43,层,采用巨型桁架，分,5,层悬挂在,8,根巨型格构式柱上,89,各楼层的重力荷载由,5,个在不同高程上设置的“两层高伸臂桁架”分别承受。具体做法是在次桁架的中部和两端部共悬吊,3,根吊杆分别承受,4,7,层楼盖的荷载，并将它们传递给巨型立柱,全楼东西向的稳定由上述,5,个两层高的桁架来保证，而南北向的稳定则靠设置在巨型立柱中间的,5,排双层交叉支撑提供。,结构体系,90,结构优越性：,电梯间、工作间、厕所等都布置在两排组合柱的外侧，因此中央部分在使用上有很大的灵活性可能。,采用巨型框架结构，巨型横梁下的楼层，没有中间小柱，可以布置餐厅，会议厅以及游泳池等需要大空间的楼层。,巨型悬挂体系将整个建筑悬挂在大型主构架上，避免地震的直接冲击，从而可以大幅度减小建筑物所受到的地震作用。,结构体系,91,交通体系,从其内部空间来看，全部楼层结构悬挂在二排东西间距,38.4,米、高度不等的八组组合钢柱上。电梯间、工作间、厕所等都布置在两排组合柱的外侧，因此中央部分在使用上有很大灵活性。,92,谢谢倾听,93,