1、上海中心大廈塔樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)丁潔民，巢斯，趙昕背同濟(jì)大學(xué)建筑哎設(shè)計(jì)研究院（氨集團(tuán)）有限公拔司，上海市四霸平路扮1239柏號(hào)目錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc240635039 上海中心大廈塔樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc240635039 h 1 HYPERLINK l _Toc240635040 摘要 PAGEREF _Toc240635040 h 2 HYPERLINK l _Toc240635041 1 工程概況 PAGEREF _Toc240635041 h 3 HYPERLINK l _Toc240635042 2 結(jié)構(gòu)體系 PAGEREF _To

2、c240635042 h 4 HYPERLINK l _Toc240635043 3 主要分析結(jié)果 PAGEREF _Toc240635043 h 6 HYPERLINK l _Toc240635044 3.1 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性 PAGEREF _Toc240635044 h 6 HYPERLINK l _Toc240635045 3.2 地震作用分析結(jié)果 PAGEREF _Toc240635045 h 6 HYPERLINK l _Toc240635046 3.3 風(fēng)荷載分析結(jié)果 PAGEREF _Toc240635046 h 7 HYPERLINK l _Toc240635047 4 關(guān)鍵設(shè)計(jì)

3、問(wèn)題 PAGEREF _Toc240635047 h 8 HYPERLINK l _Toc240635048 4.1 巨柱受力性態(tài)分析及設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc240635048 h 8 HYPERLINK l _Toc240635049 4.2 組合鋼板剪力墻設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc240635049 h 11 HYPERLINK l _Toc240635050 4.3 基于性能的抗震設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc240635050 h 12 HYPERLINK l _Toc240635051 4.4 風(fēng)工程研究 PAGEREF _Toc240635051 h 13 HYPERL

4、INK l _Toc240635052 4.5 結(jié)構(gòu)控制 PAGEREF _Toc240635052 h 13 HYPERLINK l _Toc240635053 4.6 彈塑性動(dòng)力分析 PAGEREF _Toc240635053 h 14 HYPERLINK l _Toc240635054 4.7 考慮施工過(guò)程的非荷載效應(yīng)分析 PAGEREF _Toc240635054 h 15 HYPERLINK l _Toc240635055 4.8 抗連續(xù)倒塌分析 PAGEREF _Toc240635055 h 16 HYPERLINK l _Toc240635056 5 結(jié)論 PAGEREF _To

5、c240635056 h 17 HYPERLINK l _Toc240635057 6 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc240635057 h 18摘要俺疤上海中心大廈靶建筑搬高度為翱632m耙，拌位于臺(tái)風(fēng)影響安區(qū)和礙7吧度抗震設(shè)防霸地區(qū)，建成后扒將成為中國(guó)第班一高樓。由于盎高度超高、建叭筑形態(tài)復(fù)雜、稗風(fēng)荷載及地震凹作用顯著，搬為實(shí)現(xiàn)其高效敖和安全的結(jié)構(gòu)岸設(shè)計(jì)，需解決挨眾多的技術(shù)辦難題隘。板本文對(duì)上海中藹心大廈的結(jié)構(gòu)藹設(shè)計(jì)進(jìn)行了介百紹。藹首先介紹了項(xiàng)罷目概況，包括懊項(xiàng)目定位及功靶能、設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)氨構(gòu)成、建筑形八態(tài)特征以及采暗用的基礎(chǔ)形式般。其次對(duì)結(jié)構(gòu)胺體系構(gòu)成和主案要的結(jié)構(gòu)分析氨結(jié)果進(jìn)行介紹懊，

6、主要內(nèi)容包安括本項(xiàng)目采用爸的巨型框架案-奧伸臂阿-凹核心筒混合結(jié)拔構(gòu)體系的各組傲成部分和主要俺的地震和風(fēng)荷礙載分析結(jié)果。藹最后對(duì)項(xiàng)目結(jié)凹構(gòu)設(shè)計(jì)的斑關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題愛(ài)進(jìn)行了介紹，瓣包括巨柱受力熬性態(tài)分析、組哀合鋼板剪力墻扳設(shè)計(jì)、基于性扮能的抗震設(shè)計(jì)埃、風(fēng)工程研究扳、結(jié)構(gòu)控制、頒彈塑性動(dòng)力分拔析、非荷載效笆應(yīng)分析以及抗跋連續(xù)倒塌分析笆等。案關(guān)鍵詞：吧上海中心大廈埃、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、芭巨型框架伴-隘伸臂絆-翱核心筒體系、癌混合結(jié)構(gòu)1 工程概況翱上海中心大廈埃位于辦上海陸家嘴金白融中心區(qū)昂Z3-1氨地塊，基地鄰?qiáng)W近有上海金茂背大廈、上海環(huán)捌球金融中心等笆多幢超高層建盎筑敗。氨上海中心氨大廈建成后將礙成為滿(mǎn)足公眾

7、巴審美層面與專(zhuān)懊業(yè)審美層面的扳標(biāo)志性、地標(biāo)埃性建筑，成為壩商務(wù)活動(dòng)中心皚，傲商務(wù)交流休憩昂中心霸和百市民休閑娛樂(lè)拜中心唉。辦該項(xiàng)目拜用地面積拜30370叭平米，地上建辦筑面積爸38爸萬(wàn)平米，地下愛(ài)建筑面積阿16吧萬(wàn)平米，建筑搬總高度為芭632m骯，結(jié)構(gòu)高度為懊574m壩。翱上海中心大廈版地下瓣5百層，地上耙124暗層案，擺大樓沿豎向劃哀分氨9懊個(gè)區(qū)，底部為岸1皚個(gè)裙房商業(yè)區(qū)疤，上部包括哎4芭個(gè)辦公區(qū)、吧2稗個(gè)酒店笆/板服務(wù)公寓區(qū)、耙1板個(gè)全球企業(yè)館傲和頂部的觀景暗區(qū)，每個(gè)區(qū)由捌兩層高的設(shè)備般層捌及避難層芭分隔。跋 奧 絆圖昂1 百垂直分區(qū)及建捌筑形態(tài)骯本項(xiàng)目爸設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)體現(xiàn)伴了較強(qiáng)的耙國(guó)際化澳和

8、專(zhuān)業(yè)化特征叭。絆方案及初步設(shè)哎計(jì)階段設(shè)計(jì)總拜包為美國(guó)凹GENSLE埃R搬事務(wù)所，設(shè)計(jì)跋咨詢(xún)及施工圖藹階段設(shè)計(jì)總包癌為同濟(jì)大學(xué)建疤筑設(shè)計(jì)研究院挨（集團(tuán)）有限罷公司，方案及阿初步設(shè)計(jì)階段胺結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)及機(jī)柏電專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)埃顧問(wèn)澳分別板為美國(guó)的笆THORNT稗ON TOM胺ASETTI絆和耙CONSEN伴T(mén)INI芭公司。辦此外，設(shè)計(jì)團(tuán)板隊(duì)還包括各專(zhuān)半項(xiàng)設(shè)計(jì)咨詢(xún)公翱司如美國(guó)壩SWA胺（景觀設(shè)計(jì)）斑，加拿大八RWDI邦（風(fēng)工程咨詢(xún)疤），香港利比岸工料測(cè)量師事背務(wù)所（工料測(cè)板量）和美國(guó)高隘緯環(huán)球（垂直盎交通）等等。斑上海中心大廈啊立面形態(tài)基本巴幾何元素礙為由三段圓弧藹構(gòu)成的圓導(dǎo)角瓣三邊形（挨圖凹1暗）。笆旋轉(zhuǎn)上

9、升并均佰勻縮小，演進(jìn)敗為一個(gè)平滑光板順的非線性扭辦曲面，形成了暗大廈獨(dú)特的立巴面造型。柔和絆的、旋轉(zhuǎn)上升傲的優(yōu)雅曲面，昂與金茂大廈的搬傳統(tǒng)寶塔造型鞍和環(huán)球金融的?，F(xiàn)代簡(jiǎn)約風(fēng)格佰形成的顯著的般區(qū)別和互補(bǔ)，爸進(jìn)而在小陸家辦嘴地區(qū)構(gòu)成了懊一個(gè)和諧的品愛(ài)字型超高層組啊群。隘本項(xiàng)目樁基采安用鉆孔灌注樁埃。為確保樁基半質(zhì)量，采用了愛(ài)后注漿工藝。礙塔樓部分樁徑埃均為熬1m礙，核心區(qū)樁長(zhǎng)敖為艾56m板，擴(kuò)展區(qū)樁長(zhǎng)按為壩52m翱，持力層為伴9-2-1板層粉砂，單樁俺承載力為佰1000岸噸，塔樓部分吧總樁數(shù)為般9叭55矮根。霸塔樓筏板厚度挨約為礙6m隘。版本項(xiàng)目基坑面拔積約八34960百平方米，基地扒呈四邊形，邊

10、斑長(zhǎng)約瓣200m柏。本工程設(shè)啊5襖層地皚下室熬，裙房區(qū)域開(kāi)柏挖深度約熬26.3m百，塔樓區(qū)域開(kāi)跋挖深度約癌31.1m柏。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采擺用地下連續(xù)墻拜，圍護(hù)總周長(zhǎng)半約拌768m昂。2 結(jié)構(gòu)體系鞍結(jié)合建筑立面艾及平面布置，罷上海中心大廈胺采用了癌巨型框架伸臂柏核心筒結(jié)構(gòu)板體系（圖背2礙）。沿高度方叭向奧在第二、四、隘五、六、七和巴八區(qū)耙共設(shè)置了六道疤兩層高的胺伸臂桁架昂。皚各區(qū)均設(shè)置有八兩層高的頒箱型耙環(huán)帶桁架奧。板巨柱板底部最大截面哀尺寸為邦5300mm挨x3700m爸m把，核心筒底部敗最大厚度為阿1200mm敗。在各個(gè)分區(qū)按的避難層均設(shè)胺置了徑向桁架哀作為幕墻結(jié)構(gòu)熬的支撐系統(tǒng)。暗巨型框架由八白根

11、氨巨柱和每個(gè)加奧強(qiáng)層設(shè)置的兩版層高箱型空間隘桁架相連而成安。擺巨型框架的八鞍根巨柱在第八班區(qū)終止，四根版角柱在第五盎區(qū)終止。在六班區(qū)以下沿建筑把對(duì)角位置布置靶的笆4盎根角柱主要用唉于減少箱型空擺間桁架的跨度澳。箱型空間桁搬架扮是拌抗側(cè)力體系巨瓣型框架的一部襖分骯，同時(shí)也是建笆筑周邊靶重力柱吧的案轉(zhuǎn)換桁架岸。愛(ài)作為巨柱之間扳的有效巴連接，箱型?？臻g桁架耙與扮巨柱癌共同形成邦巨型框架結(jié)構(gòu)澳體系。壩伸臂桁架的設(shè)氨置可以有效地?cái)[減小水平荷載邦（風(fēng)、地震荷懊載等）作用下盎結(jié)構(gòu)的側(cè)移和熬核心筒體承擔(dān)斑的彎矩。由于皚加強(qiáng)層捌具有較強(qiáng)的案抗彎剛度，對(duì)扒與之相連的拜巨柱傲有很強(qiáng)的約束埃作用。在每個(gè)熬加強(qiáng)層部位，

12、稗結(jié)構(gòu)的受拉側(cè)拌巨柱百對(duì)加強(qiáng)層作用敗有向下的集中昂力，而結(jié)構(gòu)受拜壓側(cè)熬巨柱愛(ài)對(duì)加強(qiáng)層作用骯有向上的集中巴力。這兩個(gè)力捌形成一對(duì)力偶疤，平衡了核心邦筒在水平荷載矮作用下承擔(dān)的拌一部分彎矩內(nèi)翱力，斑減小邦結(jié)構(gòu)的變形。捌核心筒平面形矮狀沿高度根據(jù)礙建筑平面功能懊作相應(yīng)調(diào)整，昂底部為藹29mx29矮m愛(ài)的方形布置，鞍中部為切角方挨形布置，頂部懊為十字形布置皚（圖骯3安）。在建筑底般部，為減小核罷心筒墻體厚度扳，增加底部加霸強(qiáng)區(qū)延性，在絆核心筒內(nèi)埋設(shè)芭了鋼板。地下捌室范圍內(nèi)在巨傲柱和核心筒之懊間設(shè)置有五層懊高的翼墻。翼柏墻的設(shè)置一方埃面增加筏板抗按沖切承載力、艾減小基礎(chǔ)的差挨異變形，另一八方面為地下室鞍

13、提供較大的剪愛(ài)切剛度，滿(mǎn)足盎地下室頂部嵌霸固的剛度要求般。伸臂桁架伸臂桁架伸臂桁架伸臂桁架伸臂桁架伸臂桁架愛(ài)a. 稗典型剖面澳b. 鞍伸臂桁架俺c. 巴環(huán)帶桁架哎d. 盎徑向桁架頒圖愛(ài)2凹 啊結(jié)構(gòu)體系構(gòu)成熬a斑. 藹14疤區(qū)核心筒建筑隘平面板b. 百57奧區(qū)核心筒建筑扮平面俺圖扮3鞍 盎核心筒平面布凹置圖耙在塔樓頂部斑建筑疤形態(tài)扮較為特別盎，需要設(shè)計(jì)合捌理有效板的拌結(jié)構(gòu)翱系統(tǒng)罷。目前埃塔冠結(jié)構(gòu)由三跋部分組成：鰭芭狀豎向桁架、吧雙向桁架和八岸角形帶斜撐的背鋼框架體系。般塔冠三維等軸拔視圖佰見(jiàn)圖熬4皚。埃白a. 哀塔冠建筑剖面巴b. 柏塔冠結(jié)構(gòu)三維柏等軸視圖扳圖俺4安 昂塔冠剖面及結(jié)伴構(gòu)體系按3

14、凹主要分析結(jié)果礙3.1 佰結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性八結(jié)構(gòu)前三階周背期霸分別為岸9.04s岸，班8.90s熬和襖5.56s叭，分別為頒X柏向一階平動(dòng)，拔Y爸向一階平動(dòng)和背一階扭轉(zhuǎn)振動(dòng)唉。俺振型見(jiàn)圖哀5翱。由于第一階瓣周期約案9s岸左右，周期較暗長(zhǎng)，在柏反應(yīng)譜和時(shí)程藹分析啊中充分考慮了板長(zhǎng)周期效應(yīng)的凹影響。絆a. 頒第一模態(tài)癌T1=9.0頒4S矮b. 搬第二模態(tài)辦T2=8.9安0S頒c. 半第三模態(tài)斑T3=5.5瓣6S芭圖邦5襖 挨結(jié)構(gòu)叭振型頒3.2 凹地震作用分析靶結(jié)果敗叭抗震分析中采瓣用的阻尼比氨對(duì)多遇、基本版和罕遇地震烈拌度分別取為暗4.0%俺，稗4.0%吧和芭5.0%敖，敗周期折減系數(shù)盎分別取為敗0.

15、90襖，岸0.95藹和扒1.00傲。背抗震設(shè)計(jì)中采矮用的反應(yīng)譜信佰息如下：霸多遇地震作用俺采用場(chǎng)地超越辦概率霸10%哀并取折減系數(shù)半為罷0.35百的反應(yīng)譜和規(guī)柏范捌50佰年超越概率為靶63%八的反應(yīng)譜的包稗絡(luò)譜；盎 壩基本地震作用愛(ài)采用規(guī)范皚50骯年骯10%疤超越概率的地叭震動(dòng)反應(yīng)譜；擺罕遇地震作用壩采用規(guī)范佰50傲年扒2%拜超越概率的地凹震動(dòng)反應(yīng)譜；阿 翱圖俺6伴 多遇地震反矮應(yīng)譜疤多遇地震作用阿下，結(jié)構(gòu)在拔X拔向和傲Y礙向的最大層間班位移角分別為半1/549唉和絆1/637哎，所在樓層分暗別為扳91F鞍和拜92F柏?；玖叶鹊匕握鹱饔孟拢Y(jié)傲構(gòu)在耙X拌向和昂Y襖向的最大層間把位移角分別為啊

16、1/208扳和頒1/239熬，所在樓層也奧同樣分別為哀91F把和哎92F伴。笆多遇及基本烈笆度下的層間位辦移角曲線見(jiàn)圖耙7罷。奧a 稗多遇地震背b 扳基本地震敖圖按7鞍 盎地震作用下層疤間位移角翱3.3 稗風(fēng)荷載分析結(jié)埃果阿辦對(duì)強(qiáng)度驗(yàn)算、吧剛度驗(yàn)算和舒叭適度驗(yàn)算分別凹取班100礙年一遇、把50稗年一遇和跋10頒年一遇的風(fēng)荷跋載。阻尼比分八別取為扳4.0%般，霸4.0%靶和瓣1.0%安，連梁剛度分愛(ài)別取為艾0.5阿，熬1.0按和矮1.0胺。剛度驗(yàn)算風(fēng)般荷載下最大層靶間位移角為懊1/48按7澳，所在樓層為安124把層。艾由于上海中心八大廈高度超高哀，且周期較長(zhǎng)板，在單向風(fēng)作岸用下同時(shí)存在白順風(fēng)向風(fēng)

17、荷載敗和橫風(fēng)向風(fēng)荷板載，且橫風(fēng)向絆風(fēng)荷載更為顯班著。在進(jìn)行風(fēng)扳荷載下位移驗(yàn)案算時(shí)，考慮了安順風(fēng)向風(fēng)荷載襖和橫風(fēng)向風(fēng)荷按載同時(shí)作用的藹情況。單風(fēng)向傲作霸用下，考慮順拌風(fēng)向及橫風(fēng)向絆風(fēng)荷載變形合靶成的層間位移疤角結(jié)果見(jiàn)圖巴8挨。傲圖芭8敗 邦風(fēng)荷載傲下層間位移角笆4 邦關(guān)鍵設(shè)計(jì)問(wèn)題皚4.1 癌巨柱受力性態(tài)傲分析及設(shè)計(jì)頒外圍巨型框架敖承擔(dān)了一半的埃重力荷載、水靶平剪力，承擔(dān)百了大部分的傾俺覆力矩。在豎安向承載體系和爸抗側(cè)力體系中敗占據(jù)重要地位八。白巨型框架和核搬心筒承擔(dān)荷載稗比例見(jiàn)表澳1哎。半表挨1 澳巨型框架和核搬心筒底部反力捌比例案構(gòu)件壩重力把剪力半傾覆力矩頒巨型框架版50昂吧47辦巴76斑佰核

18、心筒翱50霸唉53笆懊24絆凹巨柱混凝土骯材料鞍采用絆C70柏安C50皚，內(nèi)埋鋼骨材捌料為埃Q345GJ岸挨Q390GJ按。吧抗震等級(jí)通高暗采用板特一級(jí)哀。俺抗震性能目標(biāo)伴為白中震彈性柏。懊巨柱班內(nèi)埋鋼骨設(shè)計(jì)敖初步考慮在稗1邦埃6芭區(qū)百采用巴“王”字型八，礙7案伴8疤區(qū)扒采用胺“日”字型哎（圖叭9皚）稗。該方案挨將中間大腹板昂和兩側(cè)翼緣合芭二為一，形成礙“熬日”字型鋼骨哀，整體性更好礙，相同含鋼率半前提下，鋼骨靶抗彎承載力更翱好，且辦“搬日骯”百字型鋼骨焊接案量減少。扳7跋暗8芭區(qū)的巨柱尺寸斑減小，即使將啊腹板拉開(kāi)到兩矮側(cè)，也能方便班實(shí)現(xiàn)與伸臂的扒連接。懊在低區(qū)，巨柱傲鋼骨腹板形成昂的空腔，為

19、進(jìn)罷一步提高混凝鞍土的抗壓強(qiáng)度捌和延性，減少捌混凝土在重壓隘下的收縮徐變擺，減少兩種材啊料的變形差異傲，在空腔中按擺構(gòu)造配置鋼筋壩籠。奧 霸 啊 班 佰 邦a 岸16隘區(qū)巨柱截面哀 凹 扮 霸 班 跋 皚 藹 捌b 扮78扳區(qū)巨柱截面暗圖罷9挨 安巨柱截面及內(nèi)傲埋鋼骨芭在小震組合下伴，巨柱通高未襖出現(xiàn)拉力；無(wú)澳論是正向地震鞍還是反向地震隘（使被考察巨敗柱受拉）所有阿樓層均處于小哀偏壓受力狀態(tài)斑（圖安1岸0佰）拌；敗在中震組合下佰，反向地震使矮巨柱自柏3藹區(qū)扮以上開(kāi)始出現(xiàn)安拉力，但拉力白數(shù)值均不大；吧正向地震組合艾下，所有樓層敗處于小偏壓受拔力狀態(tài)；反向熬地震組合下，芭1澳艾2翱區(qū)為小偏壓，斑3

20、邦區(qū)為大偏壓，暗4班區(qū)為大偏拉，暗5爸扮8柏區(qū)為小偏拉。芭在大震組合下挨，反向地震使拔巨柱通高出現(xiàn)阿拉力，絕大多盎數(shù)樓層處于小按偏拉狀態(tài)；正把向地震組合下皚所有樓層均處吧于小偏壓狀態(tài)扮。奧圖搬1笆0霸 懊多遇及基本地奧震下巨柱軸力擺分布圖奧承載力驗(yàn)算參唉考規(guī)范鋼骨靶混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)巴計(jì)規(guī)程（百YB9082笆-2006拌）的混凝土叭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范半（敗GB5001背0-2002凹）、建筑抗艾震設(shè)計(jì)規(guī)范敖（昂GB5001搬1-2001癌），編制程序板的吧流程圖艾如下：靶圖佰1骯1翱 隘巨柱承載力驗(yàn)柏算流程圖版承載力驗(yàn)算如百圖氨1巴2傲所示，芭由白圖可知：巨柱鞍和角柱在標(biāo)準(zhǔn)般段的承載力有靶很大富余，在罷節(jié)

21、點(diǎn)區(qū)由于內(nèi)敗力突變，截面邦承載力利用比藹例提高，但仍傲滿(mǎn)足要求?？砂惨?jiàn)，本工程巨拜柱在滿(mǎn)足規(guī)范盎相關(guān)構(gòu)造規(guī)定瓣的前提下，把構(gòu)件設(shè)計(jì)主要挨由爸塔樓整體剛度捌控制，構(gòu)件截叭面承載力有較安大富余。罷a 鞍巨柱中震組合俺下承載力復(fù)核哀結(jié)果疤b 澳巨柱大震組合拔下承載力復(fù)核骯結(jié)果案c 扳巨柱中震組合襖下承載力復(fù)核班結(jié)果頒d 擺巨柱大震組合罷下承載力復(fù)核拜結(jié)果耙圖半1邦2吧 愛(ài)巨柱承載力復(fù)霸核翱4.2 澳組合鋼板剪力哎墻設(shè)計(jì)鞍為減小核心筒凹和翼墻厚度，皚增加結(jié)構(gòu)底部拜延性，在塔樓昂一區(qū)及地下室把核心筒及翼墻懊部位采用了組骯合鋼板剪力墻案構(gòu)件矮（圖愛(ài)1啊3艾）辦。罷鋼板厚度通常爸由抗剪承載力板和軸壓比限值皚

22、控制，并滿(mǎn)足氨最小板厚等構(gòu)敖造要求。核心疤筒及翼墻設(shè)計(jì)藹參數(shù)見(jiàn)表辦2擺。拜圖案1罷3隘 岸組合鋼板剪力把墻平面布置圖把表八2礙 背核心筒及翼墻班設(shè)計(jì)參數(shù)絆位置八鋼板剪力墻靶混凝土強(qiáng)度等八級(jí)百核心筒抗震等奧級(jí)藹翼墻抗震等級(jí)跋地上三瓣骯九埃區(qū)拌-癌C60啊特一級(jí)愛(ài)-挨地上盎二壩區(qū)扒是骯C60笆特一級(jí)捌-矮地下一層氨是阿C60扮特一級(jí)阿一級(jí)斑地下二層擺是凹C60疤特一級(jí)邦一級(jí)扒地下三層芭是暗C60霸一級(jí)藹二級(jí)柏地下四層艾是佰C60奧二級(jí)拜三級(jí)皚地下五層拌是百C60板三級(jí)百四巴級(jí)奧參考相關(guān)文獻(xiàn)按（孫建超，徐澳培福等，八2008按）和規(guī)范（愛(ài)AISC20瓣05斑，高規(guī)霸JGJ200拜2?。诒驹O(shè)計(jì)頒中

23、采用如下抗皚剪承載力計(jì)算班公式：懊 懊（襖1拌）敖其中，敖為剪力墻的軸翱向壓力設(shè)計(jì)值按，當(dāng)半時(shí)，應(yīng)取搬，唉為剪力墻截面辦面積，愛(ài)為愛(ài)T絆形或爸I頒形截面剪力墻爸腹板的面積，澳矩形截面時(shí)應(yīng)鞍取盎，巴為計(jì)算截面處捌的剪跨比。邦為墻身鋼板的辦抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)板值，伴為墻身鋼板橫巴截面面積。本懊工程內(nèi)埋鋼板阿已延伸至暗柱皚區(qū)，內(nèi)埋鋼板半長(zhǎng)度取值可算瓣至暗柱范圍。把彈性設(shè)計(jì)時(shí)受耙剪截面限制條把件驗(yàn)算按下式矮計(jì)算：伴 愛(ài) 鞍 邦 伴（埃2疤）哀其中，爸，為扣除墻身邦鋼板抗剪承載巴力設(shè)計(jì)值之后胺的鋼筋混凝土骯墻體承擔(dān)的剪阿力設(shè)計(jì)值。在俺大震情況下，安受剪截面限制佰條件驗(yàn)算按下罷式：澳 霸 澳 跋 拜（辦3百）疤

24、其中，隘，為扣除墻身隘鋼板抗剪承載哀力標(biāo)準(zhǔn)值之后岸的鋼筋混凝土板墻體承擔(dān)的大邦震剪力標(biāo)準(zhǔn)值懊。啊對(duì)于組合鋼板八剪力墻，按照埃鋼骨混凝土剪矮力墻的要求驗(yàn)拔算底部加強(qiáng)部疤位在重力荷載半代表值作用下傲的軸壓力系數(shù)叭：扳 吧 爸 頒 礙 佰（芭4癌）爸其中，辦為重力荷載代皚表值作用下剪懊力墻墻肢的軸把向壓力設(shè)計(jì)值版，需考慮分項(xiàng)搬系數(shù)。芭和挨分別為剪力墻埃墻肢的截面面罷積和混凝土軸翱心抗壓強(qiáng)度設(shè)哎計(jì)值，隘和敗分別為剪力墻八內(nèi)鋼板部分的岸截面面積和鋼拔板抗壓強(qiáng)度設(shè)絆計(jì)值。鋼骨混靶凝土剪力墻軸傲壓力系數(shù)限值爸按表礙3岸取值：案表拌3背 捌鋼骨混凝土剪敗力墻軸壓力系傲數(shù)限值白抗震等級(jí)叭特一級(jí)、一級(jí)捌（扳9啊度

25、）昂一級(jí)（傲7叭、皚8耙度）拔二級(jí)笆無(wú)端柱剪力墻柏0.40盎0.50案0.60耙核心筒底部部捌分剪力墻如軸般壓比不滿(mǎn)足限翱值或承載力不挨滿(mǎn)足規(guī)定時(shí)，胺可采用鋼板剪敖力墻。鋼板剪懊力墻中鋼板目拌前無(wú)最小含鋼艾率要求，但鋼叭板的厚度要考阿慮施工因素，班不宜太薄。懊建議根據(jù)表凹4骯選用最小鋼板跋厚度。白表白4 奧鋼板剪力墻最澳小鋼板厚度表翱剪力墻厚度范絆圍壩滿(mǎn)足施工要求傲的最小鋼板厚把度笆t笆敗1000mm壩15mm翱1000mm敗扮t佰扮1500mm安20mm癌1500mm案盎t礙叭2000mm斑建議采用雙層俺鋼板，每層鋼拜板厚度不小于敖15mm板，鋼板間距大捌于唉800mm笆，以滿(mǎn)足施工擺間距要

26、求。扮4.3 班基于性能的抗挨震設(shè)計(jì)懊上海中心大廈拌項(xiàng)目由于高度骯超高，且設(shè)置疤了多道加強(qiáng)層啊，是超限高層頒建筑。為確保半抗震設(shè)計(jì)的安柏全性和經(jīng)濟(jì)性版，超高層建筑愛(ài)，尤其是超限俺高層建筑可采熬用基于性能抗跋震設(shè)計(jì)方法。叭除滿(mǎn)足現(xiàn)行設(shè)頒計(jì)標(biāo)準(zhǔn)外，擬背采用背專(zhuān)門(mén)的氨抗震性能目標(biāo)愛(ài)和設(shè)計(jì)控制指襖標(biāo)。礙抗震性能目標(biāo)壩：癌7按度小震：結(jié)構(gòu)霸完好，處于彈敖性狀態(tài)艾；翱7艾度中震：結(jié)構(gòu)奧基本完好，基靶本處于彈性狀爸態(tài)。地震作用稗后的結(jié)構(gòu)動(dòng)力絆特性與彈性狀安態(tài)的動(dòng)力特性班基本一致，超拌級(jí)柱，型鋼混稗凝土角柱、核瓣心筒墻體及外哎伸臂桁架等主礙要結(jié)構(gòu)構(gòu)件和叭節(jié)點(diǎn)基本完好搬，框架梁、連壩梁等次要構(gòu)件挨輕微開(kāi)裂芭；吧

27、7八度大震：結(jié)構(gòu)靶嚴(yán)重破壞但主氨要節(jié)點(diǎn)不發(fā)生巴斷裂，結(jié)構(gòu)不阿發(fā)生局部或整矮體倒塌，主要瓣抗側(cè)力構(gòu)件超般級(jí)柱，型鋼混巴凝土角柱和核哎心筒墻體不發(fā)礙生剪切破壞按。哎設(shè)計(jì)控制指標(biāo)笆：挨7柏度小震：最大阿層間位移角不爸大于癌1/500懊，底層層間位安移角不大于俺1/2000奧；癌7板度中震：最大哎層間位移角不暗大于扮1/2胺0胺0頒；取不考慮構(gòu)啊件內(nèi)力調(diào)整和愛(ài)風(fēng)荷載的中震頒組合內(nèi)力設(shè)計(jì)胺值及材料強(qiáng)度俺設(shè)計(jì)值對(duì)超級(jí)癌柱、型鋼混凝安土角柱、核心翱筒墻體及外伸拜桁架等主要結(jié)八構(gòu)構(gòu)跋件和節(jié)點(diǎn)的抗拔震承載力進(jìn)行礙驗(yàn)算；框架梁佰、連梁等次要拜構(gòu)件中的鋼筋澳（鋼材）應(yīng)力盎不超過(guò)屈強(qiáng)度癌（凹80%愛(ài)以下）；笆7斑度大

28、震：最大班層間位移角不艾大于襖1/100氨；框架梁、連哎梁等次要構(gòu)件艾可出現(xiàn)塑性鉸奧，但塑性鉸的芭轉(zhuǎn)角不大于礙1/50版。主要節(jié)點(diǎn)中凹鋼筋（鋼材）暗應(yīng)力可以超過(guò)按屈服強(qiáng)度，但捌不能超過(guò)極限叭強(qiáng)度。地震剪頒力取大震時(shí)的礙彈性地震作用挨力標(biāo)準(zhǔn)值，材鞍料強(qiáng)度取標(biāo)準(zhǔn)氨值，不考慮抗拌震承載力調(diào)整按系數(shù)，驗(yàn)算受熬剪截面控制條壩件（壩z礙）；驗(yàn)算作為阿主要抗側(cè)力構(gòu)扒件的超級(jí)柱和百核心筒的極限哎抗剪承載力。爸在抗震設(shè)計(jì)過(guò)斑程中，使用了壩反應(yīng)譜方法、案彈性時(shí)程分析癌方法和彈塑性邦時(shí)程分析方法辦做為驗(yàn)證結(jié)構(gòu)瓣及構(gòu)件抗震性埃能的手段，同白時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)材料耙的用量進(jìn)行統(tǒng)胺計(jì)分析，以確拜保構(gòu)件設(shè)計(jì)在皚滿(mǎn)足性能目標(biāo)叭的同時(shí)具

29、有最百優(yōu)的經(jīng)濟(jì)性。哎4.4 版風(fēng)工程研究芭為了保證抗風(fēng)班設(shè)計(jì)的可靠性拜及準(zhǔn)確性，有隘必要對(duì)塔樓進(jìn)襖行風(fēng)洞試驗(yàn)以鞍確定風(fēng)荷載。柏RWDI霸風(fēng)洞試驗(yàn)顧問(wèn)皚公司對(duì)本工程熬結(jié)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)凹構(gòu)風(fēng)致響應(yīng)研佰究試驗(yàn)。其研壩究由扮風(fēng)氣候分析、翱空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)唉化和風(fēng)洞試驗(yàn)氨三部分組成。氨風(fēng)氣候分析主案要是根據(jù)當(dāng)?shù)匕鹊娘L(fēng)氣候研究半確定設(shè)計(jì)風(fēng)速熬與風(fēng)向分布，吧根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)瓣數(shù)據(jù)求出不同挨回歸期下的風(fēng)敖響應(yīng)。超高層伴建筑風(fēng)荷載較胺大，風(fēng)荷載效愛(ài)應(yīng)明顯。對(duì)建扒筑形態(tài)進(jìn)行凹空氣動(dòng)力學(xué)班優(yōu)化可以有效疤減小結(jié)構(gòu)的風(fēng)擺荷載及效應(yīng)。盎常用的可以有挨效減小風(fēng)荷載笆的形態(tài)優(yōu)化方拌法包括：奧圓弧倒角、契敖形立面、截面頒變化、擾流翼搬和立

30、面開(kāi)洞等罷。澳上海中心大廈般建筑形態(tài)采用霸了“圓弧倒角矮”、“契形立啊面”、“截面昂變化”等三種班形態(tài)優(yōu)化方法伴。矮此外，懊通過(guò)詳細(xì)的風(fēng)艾洞試驗(yàn)考察一半般風(fēng)洞試驗(yàn)中阿可能包含的不巴確定因素和過(guò)岸于保守的部分啊，以此進(jìn)一步吧提高對(duì)風(fēng)響應(yīng)敗預(yù)計(jì)的精確度叭。跋目前安已白完成笆的試驗(yàn)及分析敗包括：高頻測(cè)癌力皚天平襖模型試驗(yàn)霸、壩高頻壓力積分艾模型骯試驗(yàn)、凹高雷諾數(shù)試驗(yàn)敗、唉全氣動(dòng)彈性模柏型試驗(yàn)盎和幕墻風(fēng)荷載案試驗(yàn)澳。稗4.5 壩結(jié)構(gòu)控制拌圖靶1拜4哀 埃不同水準(zhǔn)風(fēng)荷耙載下結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)懊最大加速度拜根據(jù)頒RWDI熬的風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)澳果（礙圖案1把4骯），結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)罷在阿10懊年一遇風(fēng)荷載霸作用下的頂點(diǎn)拌最大加速度

31、約擺為爸8gal邦，可以滿(mǎn)足舒隘適度的要求。半盡管根據(jù)風(fēng)洞岸試驗(yàn)結(jié)果笆，壩在不進(jìn)行結(jié)構(gòu)笆控制的情況下凹結(jié)構(gòu)的舒適度埃是可以滿(mǎn)足的澳。由于風(fēng)洞試班驗(yàn)結(jié)果可能與罷實(shí)際情況不一壩致，目前設(shè)計(jì)柏中考慮了將來(lái)安設(shè)置澳TMD氨的可能性，作唉為凹實(shí)現(xiàn)控制風(fēng)荷版載作用下結(jié)構(gòu)案振動(dòng)的有效手半段之一。奧調(diào)頻質(zhì)量阻尼絆器（俺Tuned 皚Mass D伴amper,頒 把簡(jiǎn)稱(chēng)俺TMD奧）是最常用的擺被動(dòng)控制裝置叭。它是在結(jié)構(gòu)班物頂部或上部哎某位置上設(shè)置伴慣性質(zhì)量，并巴配以彈簧和阻瓣尼器與主體結(jié)白構(gòu)相連。利用芭共振原理對(duì)主藹體結(jié)構(gòu)某些振礙型（通常是第耙一或第二振型礙）的動(dòng)力響應(yīng)罷加以控制。對(duì)胺于襖TMD鞍控制裝置而言凹

32、，一般來(lái)說(shuō)安敗裝于結(jié)構(gòu)的頂叭層（主振型位霸移最大處）有啊利于控制作用壩的發(fā)揮。同時(shí)敖控制裝置的設(shè)阿置必須考慮建襖筑空間的要求巴，盡量安裝于奧不影響建筑功稗能的部位。為傲提高系統(tǒng)控制澳效果，主要是礙通過(guò)調(diào)整把TMD辦系統(tǒng)與主體結(jié)百構(gòu)的質(zhì)量比、罷頻率比和叭TMD巴系統(tǒng)的阻尼比翱等參數(shù)，使癌TMD哀系統(tǒng)能吸收更佰多的振動(dòng)能量隘，從而大大減斑輕主體結(jié)構(gòu)的巴振動(dòng)響應(yīng)。因哎此，為了取得搬較好的控制效笆果，有必要對(duì)霸TMD版系統(tǒng)的動(dòng)力參盎數(shù)進(jìn)行研究和案優(yōu)化。艾4.6 鞍彈塑性動(dòng)力分挨析藹采用非線性功柏能強(qiáng)大、顯式白積分算法優(yōu)異板的有限元分析氨軟件凹ABAQUS靶進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)胺的彈塑性時(shí)程絆反應(yīng)分析。絆核心筒

33、剪力墻跋、剪力墻之間佰的連梁按實(shí)際白結(jié)構(gòu)建模，并哎采用案S4R岸殼單元模擬；叭考慮剪力墻中艾內(nèi)埋鋼柱的作暗用，用俺B31胺梁?jiǎn)卧M(jìn)行模艾擬嵌入殼中。巴一區(qū)的鋼板剪辦力墻采用分層扒的殼元模擬。背剪力墻中的鋼扒筋和剪力墻的哀混凝土一起考辦慮取等效彈模昂。去除鋼骨的背巨柱采用背S4R班殼單元模擬，哎巨柱中的鋼骨熬采用皚B31熬梁?jiǎn)卧M，挨同時(shí)將該梁?jiǎn)伟荚c殼單元進(jìn)跋行節(jié)點(diǎn)耦合以哀模擬巨柱整體愛(ài)。笆圖耙1按5耙 混凝土彈罷塑性損傷模型愛(ài)混凝土靶采用頒彈塑性損傷模巴型案如圖斑16伴所示，跋可考慮材料拉昂壓強(qiáng)度的差異啊，阿剛度敗、襖強(qiáng)度的退化和邦拉壓循環(huán)的剛盎度恢復(fù)?；炷赏涟喙羌芮€擺關(guān)系采用昂Ste

34、phe胺n 骯簡(jiǎn)化模型，鋼絆材的本構(gòu)關(guān)系吧采用雙線性動(dòng)啊力硬化模型，把并假定把塑性段埃切向模量頒為彈性模量岸的把1/斑100艾。該模型可考捌慮罷包辛格效應(yīng)，凹在循環(huán)過(guò)程中阿剛度無(wú)退化。襖復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)哎下的強(qiáng)度準(zhǔn)則熬采用昂Mises斑屈服皚條件疤準(zhǔn)則進(jìn)行。氨采用損傷因子盎作為判斷結(jié)構(gòu)頒構(gòu)件扮損傷情況背的參數(shù)耙。圖哀1半6絆顯示了佰核心筒損傷因阿子分布情況辦。俺圖岸1辦6拜 班核心筒墻體在昂MEX006隘-007跋波（罕遇地震八）作用下?lián)p傷案因子分布稗4.7 拔考慮施工過(guò)程白的非荷載效應(yīng)盎分析礙豎向構(gòu)件壓縮哎變形影響可分昂為絕對(duì)壓縮變俺形影響和相對(duì)半壓縮變形影響白。巨柱和核心胺筒的豎向差異稗變形將

35、影響樓矮屋面的水平度擺，在聯(lián)系巨柱岸和核心筒的水熬平構(gòu)件（如伸爸臂桁架）中引扮起附加內(nèi)力，暗從而導(dǎo)致豎向壩構(gòu)件內(nèi)力的重啊分布。叭拜本文采用隘B3隘模型模擬巨柱辦及核心筒構(gòu)件擺的收縮和徐變扳變形特征。藹B3埃模型能充分地襖考慮大體表比芭構(gòu)件濕度擴(kuò)散搬的尺度效應(yīng)。阿B3班模型在構(gòu)件所伴處環(huán)境、尺寸辦、材料強(qiáng)度的案基礎(chǔ)上，考慮霸了材料本身組斑成成分如水泥傲類(lèi)型、水灰比搬、水泥含量、佰骨料水泥比、昂水含量等因素爸對(duì)收縮徐變的吧影響。因此，藹通過(guò)阿B3拔模型進(jìn)行分析百計(jì)算能夠更準(zhǔn)捌確地反映大體八表比構(gòu)件混凝擺土收縮徐變過(guò)敗程，得到更符阿合實(shí)際的構(gòu)件斑收縮徐變變形伴。瓣計(jì)算分析了考背慮收縮徐變的背巨柱中型

36、鋼部背分承擔(dān)的豎向鞍荷載比例隨時(shí)拜間變化的罷情況懊。在同時(shí)考慮笆混凝土收縮徐板變的情況下，疤混凝土承擔(dān)的澳豎向荷載不斷澳轉(zhuǎn)移至型鋼部氨分。型鋼部分艾承擔(dān)的豎向荷敖載比例由結(jié)構(gòu)癌封頂時(shí)的隘33%斑增加至癌30岸年后的敗56%敗，增加比例較斑為顯著。盎圖愛(ài)1案7敗 跋巨柱中型鋼部懊分承擔(dān)的豎向矮荷載比例岸時(shí)程伴分別計(jì)算了結(jié)頒構(gòu)封頂搬1靶年后和拌10半年后的核心筒版和巨柱的累積絆豎向變形。樓哎板施工后核心敖筒累積豎向變跋形在結(jié)構(gòu)封頂敖1絆年后約為啊110mm搬，而樓板施工拜后巨柱累積豎斑向變形在結(jié)構(gòu)稗封頂邦1奧年后約為胺50mm胺。案由圖按1扒8半可以看出，樓啊板施工后核心靶筒累積豎向變版形在結(jié)構(gòu)封

37、頂懊10搬年后約為稗218mm叭，而樓板施工疤后巨柱累積豎笆向變形在結(jié)構(gòu)罷封頂哎10辦年后約為疤107mm叭。愛(ài)進(jìn)一步的分析礙表明，敖10懊年樓層施工后懊巨柱壓縮變形版最大值發(fā)生在挨第哎110擺層，約為拌108mm翱。澳10隘年樓層施工后艾核心筒壓縮變跋形最大值發(fā)生吧在第頒117案層，約為礙218mm稗?？紤]伸臂在吧第拌1200扮天時(shí)合攏，引阿起伸臂附加內(nèi)澳力的樓層施工凹后巨柱及核心辦筒差異變形在鞍施工開(kāi)始后暗10盎年達(dá)到約藹3mm疤（第一道伸臂愛(ài)）奧52mm暗（第六道伸臂藹）。藹a 捌樓板施工后核皚心筒累積豎向挨變形（耙10藹年后）鞍b 扒樓板施工后巨礙柱絆C1伴累積豎向變形澳（皚10吧年后

38、）鞍圖癌1凹8佰 敗核心筒及巨柱跋累積豎向變形俺4.8 靶抗連續(xù)倒塌分巴析版連續(xù)性倒塌是盎由于結(jié)構(gòu)局部挨某關(guān)鍵構(gòu)件的耙破壞導(dǎo)致相鄰辦構(gòu)件失效，繼懊而引發(fā)更多構(gòu)拌件破壞，最終澳導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體瓣倒塌或者產(chǎn)生壩和初始觸因很敗不相稱(chēng)的大面搬積倒塌的連鎖盎反應(yīng)。由于結(jié)八構(gòu)倒塌破壞將半會(huì)引起災(zāi)難性佰后果，如大量搬的人員傷亡和拜巨大的生命財(cái)熬產(chǎn)損失，因此霸，在瓣上海中心大廈愛(ài)的辦結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中引佰入連續(xù)倒塌分?jǐn)[析從而防止災(zāi)霸難性事件的發(fā)啊生。爆炸荷載伴作用下結(jié)構(gòu)的唉連續(xù)倒塌主要艾是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)關(guān)鞍鍵部位（如主靶要承重柱安及核心筒愛(ài)）遭到破壞引擺起的，因此，俺采用藹LS-DYN八A傲軟件啊對(duì)笆爆炸荷載作用懊進(jìn)行了分析藹

39、，奧考察絆主要承重柱哀和核心筒挨的抗爆能力，伴進(jìn)而分析結(jié)構(gòu)按的抗連續(xù)倒塌傲能力。稗角柱抗爆分析敗模型見(jiàn)圖扒19壩。隘a奧 扳箍筋模型拔b安 襖型鋼模型矮c昂 澳縱筋模型擺圖案19背 岸角柱模型示意疤圖頒分析襖表明般，在爆炸荷載隘作用下，角柱案基本處于彈性熬工作狀態(tài)，因擺此不會(huì)發(fā)生剪霸切破壞，而其壩最大位移和轉(zhuǎn)版角都在規(guī)定范吧圍內(nèi)，從而可辦以避免彎曲破捌壞的發(fā)生。由俺于沖擊波超壓凹峰值較低，混襖凝土材料應(yīng)力拌較小，混凝土盎無(wú)破壞，因而盎不會(huì)發(fā)生局部耙破壞，總之，疤此角柱有足夠版的抗爆能力抵奧抗給定的爆炸唉荷載。絆對(duì)礙爆炸荷載作用吧下捌剪力墻半抵抗爆炸荷載壩的能力把進(jìn)行了分析襖，在分析過(guò)程隘中，選

40、取氨單肢墻長(zhǎng)度相扒對(duì)較小的墻肢安（位于軸線板F.2案與軸線把10.7白的相交處）進(jìn)癌行抗爆研究。柏核心筒抗爆分拔析啊模型見(jiàn)圖把2安0巴。柏a暗 吧整體模型圖百b暗 岸箍筋及水平分斑布筋模型圖俺圖半2昂0奧 百剪力墻模型示襖意圖傲分析盎表明伴，在爆炸荷載拌作用下，疤剪力墻約束處白型鋼及混凝土邦達(dá)到屈服強(qiáng)度疤的單元面積很懊少艾，因此不會(huì)霸在約束處霸發(fā)生剪切破壞霸，而其最大位板移和轉(zhuǎn)角都在疤規(guī)定范圍內(nèi)，俺從而可以避免白彎曲破壞的發(fā)昂生。由于沖擊昂波超壓峰值擺高傲，背作用時(shí)間較短阿，因此，剪力埃墻的最大反應(yīng)安持續(xù)時(shí)間很短柏，在爆炸荷截挨作用后整體剪爸力墻的反應(yīng)逐拌漸減小并趁于骯穩(wěn)定，此剪力斑墻不會(huì)因爆炸埃荷載失去承載半能力而破壞。艾對(duì)次結(jié)構(gòu)進(jìn)行跋了連續(xù)倒塌分翱析，考慮瓣第藹9熬層爸Z1霸軸與俺SSW3襖軸交叉處