建设纪实—上海中心大厦|632M/132F|建成|

天池

fekrogzenium

回复 24987# 天池


    平安真是瞎了眼

clw55

我也觉得奇怪
天池 发表于 2013-8-28 11:57

我是觉得现在一座都不用拆，看过资料说是钢框装完才开始拆，不过前面那个SIS妹妹说是因为北面裙房的原因，我也不懂

clw55

天池 发表于 2013-8-28 16:59

这个应该是虹桥机场照过去了的

clw55

回复  天池


    平安真是瞎了眼
fekrogzenium 发表于 2013-8-28 20:42

还好了，平安各个数据上都更高，不过，设计感觉相对稍显平庸
力争成为中国第一座“双绿”认证超高层建筑    资料显示：目前我国99%的建筑都属于高能耗型。其中写字楼的平均耗能是 欧洲国家的7至8倍，是日本的10倍。以“可持续发展”为设计理念的“上海中心”，力求把对环境的影响降到最低，以达到保护自然生态环境、改善区域城市环境、营造健康室内环境的建筑目标。该项目以中国绿色建筑和美国LEED绿色建筑认证体系为目标，力争成为中国第一座得到“双绿认证”的绿色超高层建筑。   针对超高层建筑的设计、建设和运营特点，“上海中心”通过可持续场地规划、综合节能和新能源利用、节水和雨污水回用、节材与材料利用和最低室内空气污染物控制等绿色建筑系统解决方案的实施，实现建筑在全寿命周期中的高效运行，将成为全国乃至世界上人口密集超大城市建设超高层绿色建筑的典范。主要的技术指标包括：室内环境达标率100%；综合节能率大于60%；有效利用建筑雨污水资源，实现非传统水源利用率不低于40%；可再循环材料利用率超过10%；实现绿色施工；实现建筑节能减排目标。据悉，目前已落实了建筑群风环境CFD模拟评价技术、地下空间综合利用技术、简直于综合节能模拟优化技术等14项技术。    此外，“上海中心”的造型也极大程度地满足了节能的需要。它摆脱了高层建筑传统的外部结构框架，以旋转、不对称的外部立面使风载降低24%，减少大楼结构的风力负荷，节省了工程造价。同时，与传统的直线型建筑相比，“上海中心”的内部圆形立面使其眩光度降低了14%，且减少了对能源的消耗。   上天入地皆和谐      根据规划，建成后的“上海中心”将与金茂大厦、环球金融中心等组成和谐 的超高层建筑群，形成小陆家嘴中心区新的天际线，为此，“上海中心”本着和谐的设计理念，不追求建筑高度上的“第一”称呼，而是从周边地区的整体风貌角度出发，通过对陆家嘴地区天际轮廓线、城市公共空间景观等方面的分析，进行综合考虑，进一步优化城市形态，完善区域功能。其中，尤以“上海中心”、金茂大厦与环球金融中心组成的“品”字形的和谐最受关注。                      据介绍，在选择设计方案之初，就考虑到与另两座建筑造型的协调，为此，由Gensler公司设计的螺旋型方案在众多设计中脱颖而出。螺旋象征着和谐，大厦的造型不仅反映出中国和世界、和广阔时空的连接，在螺旋中凸现的三角形也表达了和金茂大厦、环球金融中心的和谐共处。   除了造型上的和谐，三座建筑的地下也将融为一体。“上海中心”将从地下连接相邻的大厦和地铁线路。据了解，与“上海中心”的地下空间开发建设同步，未来，金茂大厦位于花园石桥路下方、环球金融中心位于东泰路下方的地下空间，以及正在建设中的轨交14号线车站，都可以通过地下通道得以连接，实现真正意义上的互通，从而减少地上人流，改善陆家嘴地区地面交通拥堵的状况。

clw55

还好了，平安各个数据上都更高，不过，设计感觉相对稍显平庸


力争成为中国第一座“双绿”认证超高层建 ...
clw55 发表于 2013-8-28 21:32

上海中心大厦节点设计难度主要体现在：
：①构件复合受力，节点区内力复杂。由于上海中心大厦巨型框架构件截面尺寸较大，通常杆件截面高度与 其几何长度之比大于1/15（1/10）， 众多桁架构件并非单纯承受轴力作用，而是弯矩与轴力复合受力，根据GB50017—2003《钢结构设计规范》［2］ 8.4.5条规定，节点设计时应充分考虑次弯矩影响；②构件截面巨大，板件厚，螺栓拼接难度大。上海中心设计大厦结构中大量采用了100mm以上的超厚板，且很多重要构件在常规重力荷载及侧向荷载作用下均以受拉为主，为保证现场构件的拼接质量，大部分构件采用螺栓拼接。而构件内力较大，造成螺栓群拼接长度超长，部分螺栓拼接接头长度超过4m，单个接头螺栓数量超过600颗。对于超长螺栓群的工作性能尚需研究。 上海中心大厦结构设计采用了基于性能的设计方法，根据不同部位结构构件在结构整体安全性中所起的作用，采取了不同的设计要求，对结构整体安全具有重要作用的结构构件，提高了设计要求。诸如，对于环带桁架按大震不屈服性能要求进行设计，对于伸臂桁架则按中震弹性的性能要求进行设计。基于性能设计一般仅对结构体系及不同部位的 结构构件加以区分， 提出相对具体、明确的设计、验算要求。而对于节点则通常仅给出“节点破坏晚于 构件”、“节点保持弹性”等要求，实际操作中因为节点所处部位及连接构件的性能要求不同，实现上述要求所采用的节点设计指标也应有所差异。如采用统一的设计方法则可能造成材料强度不能充分发 挥、 节点设计不安全等问题，也与基于性能的设计理念相悖。基于性能化的设计原则，上海中心大厦巨型框架节点设计时，针对不同性能水准的结构构件，其节点设计时采用了与构件相匹配的不同性能水准，针对不同的性能要求采取相应的设计验算指标，以确保整体结构体系性能要求的实现。

fekrogzenium

回复 24993# clw55


    我说的是陆家嘴的平安，深圳的平安不错的还是

clw55

天池 发表于 2013-8-28 20:03

感觉笼罩在一片红光之中，非常好看。
塔吊升得好高啊。
惭愧，不了解平安，误会以为说深圳平安了

clw55

回复 24994# clw55 结构标准楼层呈圆形,圆心沿高度方向对齐,半径逐渐收缩;在设备层处为三角形平面,一方面提供机电设备和避难空间,另一方面在设备层顶面布置休闲层,从而在每个区段内均有一高度约80m的中庭。标准层和设备层平面见图3所示。结构立面共有两层玻璃幕墙,内层玻璃幕墙沿标准层楼板外围布置呈圆形;外层幕墙平面投影近似为尖角削圆的等边三角形,三角形幕墙从建筑底部扭转直到顶部,每层扭转约1°左右,总扭转角约120°。(a)标准层平面图(b)设备层平面图图3 上海中心大厦结构平面图Fig.3 StructuralplanoftheShanghaiCenter112 结构体系特点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,截面规格见表1。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,墙体截面规格见表1,为减小底部墙体的轴压321表1 巨型柱、核心筒墙体基本参数Table1 Parametersofsupercolumnsandcore2tube区段编号巨型柱截面/m角柱截面/m巨型柱混凝土强度等级核心筒翼墙厚/m核心筒腹墙厚/m核心筒墙体混凝土等级8区119×214—7区213×313—6区215×410—5区216×414112×4154区218×416115×4183区310×418118×4182区314×510212×5101区317×513214×515C50C50C60C60C60C70C70C7001601500160150016016001701650180170110018011201901120190C60C60C60C60C60C60C60C60图4 上海中心大厦结构体系组成Fig.4 CompositeofstructuralsystemoftheShanghaiCenter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道伸臂桁架等不同方案对结构的影响,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。图5 结构剖面图Fig.5 Structuralprofile2 主要分析结果211 主要设计指标结构设计抗震设防烈度为7度,抗震设防类别为乙类,结构分为重要构件和次要构件,其中重要构件包括核心筒、巨型柱、伸臂桁架、环带桁架以及径向桁架,该类构件安全等级为一级,重要性系数111;次要构件为除重要构件外的其他构件,该类构件安全等级为二级,重要性系数110。212 结构自振周期与振型结构整体分析采用ETABS和MIDAS程序分别进行计算。单元选择中,考虑到巨型柱截面巨大,且钢骨形状独特,故采用了壳单元与梁单元组合的方式,其中,壳单元用于模拟混凝土部分,梁单元用于模拟钢骨;核心筒采用壳单元模拟;其他单元均采用梁单元模拟。分析中考虑了P2Δ效应,为提高计算效率,对结构标准层楼板布置进行了适当简化,着重关注加强层楼板的布置。表2给出了结构前3阶自振周期。从结构自振特性看出,结构两个方向的平动振型接近,说明两个方向刚度布置对称,扭转振型的周期与平动振型的周期之比小于018,表明结构整体抗扭刚度较好。421表2 结构自振周期Table2 Naturalperiodofvibration自振周期T1/sT2/sT3/sT3/T1ETABS9105819651590162MIDAS910581975143016振型特点X向平动Y向平动扭转振动—213 结构的自重分配结构自重(包括地下1层以及地上部分)在巨型框架与核心筒中的分配情况见表3。上海中心大厦工程结构自重达到了7418万吨,每平米重量达到119t,自重较大。从自重分配情况看,巨型框架承担了结构54%的自重荷载,超过了核心筒部分承担的荷载。表3 结构自重分配Table3 Self2weightdistribution荷载类型重量/t比例构件类型重量/t比例恒荷载6250008315%巨型框架40400054%活荷载1230001615%核心筒34400046%总荷载748000100%总荷载748000100%图6给出了结构竖向荷载在巨型框架与核心筒之间的分配情况。在结构各标准层,巨型框架与核心筒中的竖向反力均匀增加,该部分反力增量主要为巨型柱与核心筒自重以及部分楼面荷载,但在加强层处,巨型框架的竖向反力增幅显著,这主要体现在各加强层处,上部一区次框架竖向反力通过环带桁架传至巨型柱。因此,环带桁架在竖向荷载传递中相当于转换梁的作用。另外,从图中可见,核心筒在伸臂桁架所在加强层处的竖向反力有所减小,产生上述现象的原因主要是在弹性分析中,未考虑伸臂桁架在施工过程中滞后连接,且由于核心筒与外围巨型框架的竖向弹性压缩量不同,核心筒压缩量大,巨型框架压缩量小,部分竖向反力通过伸臂桁架由核心筒传至巨型框架上所致。图6 结构竖向荷载分配Fig.6 Self2weightdistribution214 水平荷载作用下结构受力分析作用于结构上的风荷载根据加拿大RWDI工程顾问公司对上海中心大厦结构进行的风洞试验结果。结构地震反应谱参数选取原则为:小震反应谱采用上海规程谱与安评报告建议50年超越概率10%反应谱并考虑调幅系数0135后的包络谱,中震、大震反应谱采用上海规程反应谱[1]。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Fig.7 Comparisonofshearforcedistribution3 结构分析中若干关键问题311 竖向荷载上海中心大厦竖向荷载包括恒荷载和活荷载两部分,其中活荷载分为可折减活荷载和不可折减活荷载。一方面,考虑到活载满布的可能性较小,在进行墙、柱、基础设计时,根据荷载规范对该类活荷载进行折减;另一方面,考虑到设备在实际结构中的布置情况,对设备层及普通层的机电设备类活荷载不予以折减。对于高层建筑,由于楼层数较多,在进行521图8 楼层倾覆力矩比较Fig.8 Comparisonofmomentdistribution图9 水平荷载作用下结构层间位移角分布Fig.9 Inter2storydriftratiodistributionunderhorizontalload图10 结构7区核心筒开洞Fig.10 Core2tubeopeningofsevenlevel结构整体响应或指标分析时,考虑楼面上的活荷载不可能以标准值同时满布所有楼层的工况,对活荷载进行适当折减。根据国际标准ISO2103的规定[2],在进行柱、墙和基础设计时采用的对住宅、办公楼等房屋楼层折减系数λ为:λ=013+016/n(1)其中,n为楼层数。对公共建筑,楼层折减系数λ为:λ=015+016/n(2)  GB50009—2001《建筑结构荷载规范》(2006年版)对上述公式进行了简化,统一采用式(3)确定。λ=014+016/n(3)  考虑上海中心大厦楼层数为124层,对应的折减系数λ为0146。典型区域楼面活荷载取值见表4。表4 典型楼面荷载取值Table4 Typicalfloorloadvalues功能附加恒载/kN・m-2局部楼面梁板分析活荷载/kN・m-2墙、柱及整体分析活荷载/kN・m-2办公115315(3m走道:810)310酒店118410(3m走道:510)410商务休闲410510315设备2191215710312 风工程研究上海中心大厦高度632m、高宽比达到7,结构自振周期大于9s,风荷载的取值将决定该工程的安全性和经济性。为了保证抗风设计的可靠性及准确性,加拿大RWDI顾问公司对上海中心大厦结构进行了风致响应试验研究以确定结构设计风荷载,有关风洞试验结果的可靠性论证由加拿大西安大略(UWO)进行审核。上海中心大厦结构风致响应研究主要有下列三个部分组成[3]1)风气候分析。确定设计风速与风向分布,并据此分析风洞试验数据以求出不同重现期下的风致响应。(2)空气动力学优化研究。通过修改结构外形使风致响应达到最小。(3)风洞试验研究。通过详细的风洞试验考察一般风洞试验中可能包含的不确定因素和过于保守的部分,以此进一步提高对风致响应预计的精确度。研究结果表明:RWDI所采用的风气候模型合理。通过修改结构外形,与最初的设计相比,结构设计风荷载降低约25%,与传统的方形截面结构相比,设计风荷载仅为方形截面结构的60%。表5为采用GB50009—2001《建筑结构荷载规范》(以下简称荷载规范)方法计算的结构基底剪力和倾覆力矩与风洞试验结果的比较。从表中可见,荷载规范结果与风洞试验结果在顺风向相差很小,而在横风向相差较大,引起误差的原因主要由两个:一是荷载规范中参数取值的假设引起的误差,如体型系数、横风向动力荷载计算公式以及斯托罗哈数等;二是风洞试验中考虑顺风向响应与横风向响应之间的相关性,而荷载规范建议顺风向响应与横风向响应按矢量和进行组合,由此造成风洞试验得到的风荷载合力比规范计算值进一步降低。

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回复 24996# clw55 313 地震工程研究31311 基于性能的抗震设计上海中心大厦采用了重点设防类别(乙类)的抗621表5 荷载规范取值与风洞试验结果比较Table5 Comparisonofwindloadsaccordingtoloadcodeandwindengineeringstudy计算方法顺风向横风向风荷载作用下合力基底剪力/MN倾覆力矩/MN&#12539;m基底剪力/MN倾覆力矩/MN&#12539;m基底剪力/MN倾覆力矩/MN&#12539;m风洞试验57152080097113590010338000荷载规范60162100013115650014460200规范/试验110511011135115711401158震性能目标,即在多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下的抗震性能水准分别为完全可使用、基本可使用和生命安全。在多遇地震作用下,结构完好,处于弹性状态。在设防地震作用下,结构基本完好,基本处于弹性状态。地震作用后的结构动力特性与弹性状态的动力特性基本一致,巨型柱、核心筒墙体及外伸臂桁架等主要结构构件和节点处于弹性状态,框架梁、连梁等次要构件轻微开裂。部分减振耗能元件进入屈服。在罕遇地震作用下,结构严重破坏但主要节点不发生断裂,结构不发生局部或整体倒塌,主要抗侧力构件巨型柱、钢骨混凝土角柱和核心筒墙体不发生剪切破坏。表6 不同设防地震水平下构件设计控制指标Table6 Designcriteriaofstructuralmembersfordifferentdesignearthquakelevels构件类型设计控制指标多遇地震设防地震罕遇地震核心筒保持弹性底部加强区、加强层及加强层上下各一层核心筒保持弹性,其它区域核心筒保持不屈服底部加强区、加强层及加强层上下各一层核心筒满足大震下受剪截面控制条件,验算极限受剪承载力连梁保持弹性保持不屈服,钢筋应力不超过屈服强度可出现塑性铰,但塑性铰的转角不大于1/50,钢筋应力可超过屈服强度,但不能超过极限强度巨型柱保持弹性保持弹性满足大震下受剪截面控制条件。验算极限受剪承载力。钢筋应力可超过屈服强度,但不能超过极限强度环带空间桁架保持弹性保持弹性保持不屈服,钢材应力不超过屈服强度的85%伸臂桁架保持弹性保持不屈服,钢材应力不超过屈服强度钢材应力可超过屈服强度,但不能超过极限强度塔冠保持弹性保持弹性钢材应力可超过屈服强度,但不能超过极限强度节点保持弹性保持弹性保持不屈服,钢筋或钢材应力不超过屈服强度的85%与抗震性能目标相对应,确定不同设防地震水平下的结构设计控制指标。在多遇地震作用下,控制最大层间位移角不大于1/500,底层层间位移角不大于1/2000。在设防地震作用下,控制最大层间位移角不大于1/250,取不考虑构件内力调整和风荷载的中震组合内力设计值及材料强度设计值对巨型柱、钢骨混凝土角柱、核心筒墙体及外伸桁架等主要结构构件和节点的抗震承载力进行验算,框架梁、连梁等次要构件中的钢筋或钢材应力不超过屈服强度的85%。罕遇地震作用下,最大层间位移角不大于1/100,框架梁、连梁等次要构件可出现塑性铰,但塑性铰的转角不大于1/50。主要节点中钢筋或钢材应力可以超过屈服强度,但不能超过极限强度。地震剪力取大震时的弹性地震作用力标准值,材料强度取标准值,不考虑抗震承载力调整系数,验算按受剪截面控制条件(Vk<0115fckbh0),验算巨型柱和核心筒的极限受剪承载力。不同构件类型对应的设计控制指标见表6。31312 地震设计反应谱选取根据GB18306—2001《中国地震动参数区划图》,上海市的抗震设防烈度为7度。用于超高层建筑抗震设计和分析的地震作用通常采用为两种方式,即设计反应谱和地震动时程。上海中心大厦多遇地震反应谱取上海抗震规程反应谱和安评建议反应谱的包络谱[1],设防地震和罕遇地震反应谱均取上海抗震规程反应谱。抗震分析时多遇地震、设防地震和罕遇地震采用的阻尼比分别为410%、410%和510%,对应的周期折减系数分别为0190、0195和1100,相关的反应谱图形见图11～12。图11 上海中心大厦多遇地震设计反应谱Fig.11 DesignspectrumforminorearthquakeoftheShanghaiCenter31313 抗震可靠度分析上海中心大厦结构是巨型框架2核心筒2伸臂横加组合的超高层建筑,结构体系复杂、环境荷载多样。配合结构初步设计及超限和抗震审查,有必要对该大型复杂结构体系的抗震可靠性深入研究。采721图12 上海中心大厦设防地震设计反应谱Fig.12 DesignspectrumformoderateearthquakeoftheShanghaiCenter用概率密度演化方法,结合随机地震动的正交展开,进行多遇地震作用下结构抗震可靠度分析。根据结构抗震可靠度分析原理和工程的实际情况,基本分析步骤是1)根据前述随机地震动模型,确定代表点和赋得概率,生成7度多遇及基本烈度地震作用下符合场地条件的代表性地震动加速度时程。(2)以每一条具有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入,进行确定性地震反应分析。(3)求解广义概率密度演化方程,获得各层间位移的概率密度函数及其演化过程,同时获得各层间位移反应的标准差过程。(4)基于极值分布和等价极值事件原理,获得以各层层间位移角限值为准则的结构地震动力可靠度和以任意层层间位移角均不超出限值为准则的结构体系抗震可靠度。分析结果表明:在7度多遇和基本烈度地震作用下,结构整体可靠度分别为0199987和0199957,结构各层可靠度均接近1

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回复 24998# clw55 314 巨型柱设计分析与研究 巨型柱是上海中心大厦结构体系中的重要组成部分,其自身受力状态关系到整个结构的竖向荷载和水平荷载的传递以及结构刚度控制,因此设计中对巨型柱截面选型、承载能力、延性作了详细分析与研究。31411 钢骨形式比选 上海中心大厦巨型柱采用型钢混凝土组合结构,针对钢骨布置,分别比较了格构式(图13a)和实腹式(图13b)两种结构形式: (1)从受力角度,格构式与实腹式钢骨布置方案均能较好地抵抗轴向力作用,但考虑巨型柱作为巨型框架的一部分,需承担较大的剪力和弯矩作用,因此,选择实腹式钢骨布置更有利于抵抗水平荷载。 (2)从施工角度,格构式方案由于钢骨和缀条数量巨大,导致现场施工定位复杂,现场焊接工作量巨大,施工周期增加,施工质量不易保证;实腹式方案形成整体后的“王”字形钢骨可以在工厂中直接焊接完成,工地现场仅需要拼接焊,焊接工作量减小,施工质量高。 (3)从节点域整体性分析,格构式方案中,在加强层节点区,伸臂桁架仅能通过连接板和缀板与中间3个钢骨直接连接,而两侧6个钢骨无法直接参与受力,因此,巨型柱在与伸臂桁架节点连接区实际上不能全截面参与工作;实腹式方案中,伸臂桁架与环带桁架均直接与“王”字形型钢相连,传力直接,从而使整个巨型柱截面均能参与受力。 基于以上分析,上海中心巨型柱最终采用了“王”字形实腹式SRC组合柱,在结构7～8区,考虑到巨型柱尺寸较小,对钢骨形式进行了简化,形成了“日”字形实腹式SRC组合柱,见图13c。 图13 巨型柱钢骨截面图 Fig.13 Steelskeletonsectionofsupercolumn 31412 承载力分析 采用纤维单元法对巨型柱进行了承载力分析, 巨型柱纤维单元模型如图14a所示。将巨型柱的空间屈服面与其所承受的荷载绘制在同一坐标系下进行比较。当巨型柱承受的荷载对应的空间点落在空间屈服曲面内时,则可以判定该巨型柱满足承载力要求。图14b为结构1区巨型柱在多遇地震、设防地震组合下的承载力相关曲线,根据以上判定原则,可知巨型柱的承载力能够满足中震弹性的要求。31413 延性分析 上海中心大厦巨型柱的延性对整体结构的抗震 8 21(a)巨型柱纤维单元模型 (b)巨型柱承载力相关曲线 图14 巨型柱承载力分析 Fig.14 Bearingcapacityanalysisofsupercolumn 性能至关重要。选择多遇地震组合下轴压比最大的巨型柱,采用ABAQUS实体单元进行了有限元分析,轴向力为多遇地震组合下的内力并保持不变,得到了巨型柱沿强轴的弯矩2转角曲线,见图15所示,巨型柱的延性系数达到2181。极限状态时,钢骨周边混凝土由于箍筋进入屈服,不能提供更多的约束作用,混凝土压应力降低明显,表明周边混凝土已经处于压碎状态,而钢骨内部混凝土三向约束效果明显,压应力较高;钢骨、纵筋塑性发展较充分,巨型柱具有较好的耗能能力

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回复 24999# clw55 315 结构用钢量优化分析 在保证结构安全、变形合理的前提下,采用以下措施对结构用钢量进行优化: (1)适当增加结构周期,但结构核心筒剪切位移 角不超过1/2000。 (2)巨型柱含钢率考虑不同楼层受力情况的差异,在结构1区和加强层及其上下一层巨型柱含钢率取5%,标准层取4%。 (3)结合结构抗侧刚度,减小伸臂桁架用钢量。(4)在保证设计合理、安全的前提下,通过一系列有效措施(主要包括:组合钢板剪力墙最小钢板厚 度调整、翼墙抗震等级调节、钢筋及钢板受剪承载力比例调整、翼墙刚度折减),核心筒钢板用量得到有效降低。 (5)筏板分析合理考虑上部结构刚度贡献,降低底板弯矩最大值,同时,筏板配筋分区由优化前3个区细化为6个区,从而降低钢筋用钢量。 上海中心大厦结构钢板和钢筋优化前、后用钢量见表7,结构各组成部分钢板和钢筋用量见图16所示。从钢板用钢量分布可见,巨型柱用钢量占到了结构总钢板用钢量的41%,远超过其他组成部分。这主要是由于:一方面在上海中心结构体系中巨型柱的轴向刚度与结构的抗弯刚度密切相关;另一方面由于上海中心大厦总高度及高宽比均较大,结构以刚度控制为主,对巨型柱的轴向刚度提出了较高的要求。而巨型柱含钢率对巨型柱的轴向刚度和延性影响明显,为了满足抗侧的要求,导致巨型柱部分用钢量较大。 结构优化后的钢板、钢筋用钢量见表7。通过以上措施,可节约钢材约12000t,经济效益明显。 表7 结构用钢量优化 Table7 Optimizationofsteelusage 构件类型钢板/t钢筋/t 优化前优化后优化量优化前优化后优化量 巨型柱 4160733363-82449195 8087-1108 核心筒,翼墙1148910612-87714579 15125  546伸臂,环带桁架 1329312293 -1000 — — — 筏板— ——11431 10290 -1141 其他33846—— —— — 总计 10023588714-1152135205 33502 -1703 注:优化量一列中,负号表示用钢量减小。 316 罕遇地震作用下结构弹塑性时程分析 结合上海中心大厦抗震超限审查专家的意见以 及抗震性能化目标的要求,采用弹塑性时程分析方法,对结构在罕遇地震作用下的抗震性能进行了详细分析。分别采用了ABAQUS、ANSYS、PERFORM23D进行建模分析,图17为ABAQUS弹塑性分析模型。表8为三种软件分析结构自振周期与ETABS结果的比较,可以看出,除了第3阶扭转振型周期有较小差别外,三种软件的分析结果与ETABS软件吻合,从而验证了弹塑性模型的准确性。 9 21(a)钢板用钢量分布 (b)钢筋用钢量分布 图16 用钢量分布Fig.16 Distributionofsteelusage 图17 上海中心大厦结构弹塑性分析模型Fig.17 Elasto2plasticmodelofstructure 选择了7组(包含三方向分量)地震记录,采用主、次方向输入(即X、Y方向依次作为主、次方向)三方向输入峰值加速度比为1∶0185∶0165(主方向:次方向:竖向),根据上海抗震规程,主方向波峰值加速度取为200gal。 分析表明,罕遇地震作用下结构沿X向最大层间位移角为1/116,出现在92层,沿Y向最大层间位移角为1/150,出现在106层,均小于抗震性能化目标中1/100的要求。分析结果表明:①核心筒连梁大部分出现了塑性铰,符合屈服耗能机制;②核心筒墙体塑性损伤主要集中于伸臂桁架与筒体连接的角部以及核心筒墙体变截面处,低区钢板组合剪力墙中钢板未出现塑性变形。另外,结构高区核心筒墙体损伤程度明显高于低区,说明高阶振型的影响显著;③伸臂桁架在第4、5区进入塑性,塑性应变较小,不会发生破坏;④环带桁架基本保持弹性;⑤巨型柱内钢骨未出现塑性变形,达到了大震弹性的性能。上述分析表明,结构具有较好的抗震性能,满足抗震性能化目标的要求

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回复 25000# clw55 曲型悬臂杆模型推导而得。在推导时将顶部的等效临界荷载Pcr以沿楼层均匀分布的重力荷载总和取代（式（3）），结合欧拉公式换算出临界重力荷载的表 达式（式（4））。根据弯剪型结构考虑P-Δ效应的侧移近似表达式（5）及P-Δ效应增幅控制要求（按5% 和10%控制），确定了形如式（1）和式（2）的刚重比限值规定。 Pcr=13λcr∑n i=1 Gi= 1 3（∑n i=1 Gi ） cr （3） （∑n i=1 Gi ） cr=3π2EJd4H2=7.4EJdH2（4）Δ * =Δ 1－ ∑ni=1 Gi /（∑n i=1 Gi ） cr （5） 式中：λcr为临界荷载参数，即荷载增大λcr倍时结构达到临界屈曲状态，Δ* 和Δ分别为考虑P-Δ效应及不考虑P-Δ效应的结构侧向位移。《高规》相关限值要求仅适用于体型和荷载分布均匀的常规高层或超高层结构，而不宜直接用于非常规结构的稳定性验算。1.2等效临界荷载 上海中心大厦结构体型由下至上逐渐缩进，质量主要集中在下部楼层，这与常规超高层结构体型有显著区别。 图3为上海中心大厦结构重力荷载设计值（1.2恒载+1.4活载）沿各楼层的分布情况，从图中可以 看出：设备层重力荷载较大， 标准层重力荷载较小；各层的重力荷载随楼层增加呈现出总体减小的趋 势。考虑到该建筑结构体型和荷载分布的特殊性，在验算结构整体稳定性时对顶部等效临界荷载Pcr进行修正 。 图3楼层重力荷载设计值 Fig．3Designvalueoffloorgravityload 将该结构等效为同时承受n个轴心荷载的等截 面悬臂杆模型，如图4所示。根据文献［7］可得临界荷载参数为 ： 图4悬臂杆模型 Fig．4Cantileverbarmodel λcr= EJdπ2 4H2∑n i=1 Gi Hi() H 2 （6） 式中：Hi为相应于Gi作用点至固定端的距离。 图5为上海中心大厦的重力荷载设计值沿楼层的累计情况。按Gi统计得到的总重力荷载设计值为 9151MN，按Gi（Hi/H）2 统计得到的总重力荷载设计 值为2109MN， 后者仅为前者的1/4左右。结合式（6），可确定结构顶部等效临界荷载Pcr为： Pcr=λcr∑n i=1 Gi Hi () H 2 ≈ 14 （∑n i=1 Gi ） cr （7 ） 图5楼层重力荷载累计值 Fig．5 Accumulatedvalueoffloorgravityload 根据欧拉公式即可换算出临界重力荷载的表达 式为： （∑n i=1 Gi ） cr =π2 EJd H2 =9.87EJdH 2（8） 比较式（8）和式（4）可知，由于上海中心大厦结构体型的特殊性，其临界重力荷载相当于规则体型结构的4/3倍。根据式（5），若仍要满足相同的P-Δ效应增幅控制要求，则刚重比限值仅为式（1）、（2）所给限值的3/4。但为方便分析， 下文仍采用规范给出的刚重比限值，仅对计算得到的刚重比数值加以修正，即将按照《高规》方法求得的刚重比数值乘以4/3。 0 11.3 弹性等效侧向刚度《高规》建议：结构某一个主轴方向的弹性等效侧向刚度EJd，可按倒三角分布荷载作用下结构顶点 位移相等的原则， 将结构的侧向刚度折算为竖向悬臂受弯构件的等效侧向刚度。 图6为结构典型层平面图。图7和图8分别为上海中心大厦结构实际承受的风荷载和地震作用沿高度的分布情况。这两种荷载分布形式和倒三角荷载的分布形式并不一致。若按倒三角分布荷载考 虑， 则荷载主要集中在高区段楼层，导致结构顶点位移偏大，计算得到的等效侧向刚度偏小。因此，对于上海中心大厦结构，采用实际风荷载分布形式或地震作用分布形式来计算等效侧向刚度更具合理性 。 图6典型层平面图Fig．6Typicalfloor plan 图7楼层风荷载分布（100年一遇） Fig．7Distributionofwindload（100yearsperiod ） 图8楼层地震作用分布 Fig．8Distributionofearthquakeaction 对于倒三角形分布荷载，结构的弹性等效侧向 刚度可按式（9）计算；对于一般的风荷载或地震作用分布形式（非倒三角形荷载），结构的弹性等效侧向刚度可按式（10）计算。 EJd= 11qH4 120u （9）EJd=∑ n i=1 Pih2iH 6 （3－βi）/u（10） 式中：q为倒三角分布荷载的最大值；u为荷载作用下结构顶点质心的弹性水平位移；Pi为第i层水平集中荷载；hi为第i层高度；βi=Hi/H。 按倒三角形分布荷载计算的结构弹性等效抗侧刚度见表1。按风荷载和地震作用分布形式计算的结构弹性等效抗侧刚度见表2。与倒三角荷载分布的计算结果相比，按风荷载计算的等效抗侧刚度略有增大， 按地震作用计算的等效抗侧刚度则增大显著。表1按倒三角分布荷载计算的结构弹性等效抗侧刚度Table1Equivalentelasticlateralstiffnessofstructure withinversetriangulardistributedload 作用方向H/mq/kN&#8226;m－1 u/mEJd/kN&#8226;m2X向581.9581.91.8023.394×1012Y向 581.9 581.9 1.775 3.446×1012 表2按风荷载和多遇地震作用分布形式计算的 结构弹性等效抗侧刚度 Table2Equivalentelasticlateralstiffnessofstructurewithwindandfrequentearthquakeload 荷载类别作用方向∑Pih2iH 6（3－βi）/ kN&#8226;m3u/mEJd/kN&#8226;m2风荷载X向2.573×10120.7523.422×1012Y向2.533×10120.7303.470×1012多遇地震作用 X向2.378×10120.5024.737×1012Y向 2.378×1012 0.495 4.975×1012 1.4 刚重比验算验算刚重比，采用1.2恒载+1.4活载作为总重力荷载设计值（表3）。根据倒三角形荷载、风荷载和地震作用分布形式计算的等效侧向刚度，分别求得结构刚重比及修正后刚重比见表4。 表3结构的总重力荷载设计值 Table3Designvalueoftotalgravityload 恒载/kN活载/kN总重力荷载设计值/kN 6290244 1145094 9151424 结构刚重比大部分都小于1.4，修正后刚重比则均介于《高规》所给限值1.4和2.7之间。若按直接求得的刚重比进行评价，则结构刚度过于柔弱，水平荷载作用下的P-Δ效应会急剧增加，不满足稳定性 要求。若按修正后刚重比评价，则结构符合稳定性要求，只是仍需考虑P-Δ效应的影响。 1 1表4刚重比验算Table4 Checkofrigidity-gravityratio 荷载类别作用方向 EJd/kN&#8226;m2刚重比修正后刚重比 倒三角X向3.394×10 12 1.101.46 Y向3.446×10121.111.48风荷载X向3.422×10121.101.47Y向3.470×10121.121.49多遇地震 X向4.737×10121.532.04Y向 4.975×10 12 1.61 2.14 2P-Δ效应 高层建筑的稳定设计一般是通过控制结构的刚重比来限制P-Δ效应。若高层建筑具有良好的稳定性，则在水平荷载作用下的P-Δ效应能够控制在合理的范围之内，不会导致结构位移和内力的急剧增大。对于剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构，P-Δ效应导致的侧向位移和内力增大系数φ1（不考虑刚度折减）可近似按式（11）确定［6］ 。 φ1=1 1－0.135H2 ∑n i=1 Gi/（EJd） （11） 《高规》要求刚重比不应小于1.4，即相当于考虑 P-Δ效应的侧移和内力增幅不应超过10%。采用ETABS软件分别进行考虑P-Δ效应和不考 虑P-Δ效应的分析，分析结构的稳定性。分析中所选取的重力荷载值为1.2恒载+0.6活载，依次考察风荷载和多遇地震作用下楼层的侧向位移和倾覆力矩的二阶效应。计算表明，在各类侧向荷载作用下，考虑P-Δ效应后的侧移和倾覆力矩最大增幅均小于10%（表5）。因此，该结构具有较好的稳定性，在风荷载或地震作用下产生的P-Δ效应均能够控制在合理的范围内。该分析结果比前文按修正后刚重比得出的评价结论更为吻合，故在上海中心大厦结构的稳定性分析中采用修正后刚重比更为合理。 表5结构的P-Δ效应幅值Table5 P-Δeffectofstructure 荷载工况 楼层侧向位移最大增幅楼层倾覆力矩最大增幅风荷载（100年一遇）X向8.40%8.66%Y向5.68%6.09%多遇地震 X向6.60%1.90%Y向 7.16% 4.61% 3整体屈曲分析 为进一步验证上海中心大厦结构的稳定性，采 用SAP2000软件进行整体屈曲分析。巨型柱采用壳单元与梁单元组合的方式模拟，剪力墙采用壳单元，其他构件均采用梁单元。为了提高计算效率，分析 时采用了简化模型， 即删除楼面次结构，仅保留巨型框架-核心筒-伸臂桁架结构体系，同时补充楼面荷 载， 使简化模型的总荷载和完整模型相同。图9所示即为整体屈曲分析所采用的简化模型 。 图9整体屈曲分析所用的简化模型 Fig．9Simplifiedmodelforbucklinganalysis 选取1.0恒载+1.0活载进行线弹性屈曲分析。 其整体弯曲失稳的第1、 2阶屈曲系数分别为14.35和14.79，相应的屈曲模态见图10～11，分别为沿X 向和沿Y向的失稳。整体失稳的屈曲系数均大于10，说明结构在重力荷载作用下不会产生失稳

RE43

回复 24993# clw55


    你居然码那么多字，有必要吗？？？？？？？

风华正茂

回复 25001# clw55 大兄弟，咱能不这样不，知道您专业，知道您懂得多，您只要把结果总结出来，告诉大家，就OK了，这些东西，多给您添麻烦呢！太让您受累了，呵呵。让自己轻松点不好吗亲O(∩_∩)O