400m以上超高層建設(shè)發(fā)展面臨新課題第一頁，共51頁。高層及超高層建筑的定義：《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定10層及10層以上的居住建筑及高度超過24米的公共建筑為高層建筑。國際上一般把高度超過30層或100m以上的高樓稱之為超高層建筑。1972年8月在美國賓夕法尼亞洲的伯利恒市召開的國際高層建筑會議上，專門討論并提出高層建筑的分類和定義。其中超高層建筑定義為40層以上（高度100米以上）。根據(jù)我國《民用建筑設(shè)計(jì)通則》定義建筑高度大于100m的民用建筑為超高層建筑。第二頁，共51頁。1.已建典型超高層建筑簡介1.1上海環(huán)球金融中心上海環(huán)球金融中心塔樓地上101層，地面以上高度為492m，地下3層，總建筑面積381600m2。主體結(jié)構(gòu)采用由巨型柱、巨型斜撐以及帶狀桁架構(gòu)成的三維巨型框架結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)和構(gòu)成核心筒和巨型結(jié)構(gòu)柱之間相互作用的伸臂鋼桁架組成的三重結(jié)構(gòu)體系。第三頁，共51頁。1.已建典型超高層建筑簡介1.2廣州珠江新城西塔廣州珠江新城西塔建筑高度432m。主塔樓為鋼筋混凝土核心筒和鋼結(jié)構(gòu)外框筒組成的筒中筒結(jié)構(gòu)第四頁，共51頁。中央電視臺新臺址主樓建筑建筑面積47.3萬平方米，地下三層，地上五十二層，高237m，鋼結(jié)構(gòu)用鋼量達(dá)14萬噸。塔樓外框筒由水平邊梁和雙向傾斜柱、支撐形成三角形單元模塊，外框筒與屋頂連接成整體，形成主樓的主要抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。兩座塔樓各自整體雙向傾斜6°，內(nèi)部核心筒及內(nèi)柱豎直。懸臂結(jié)構(gòu)共14層，從塔樓37層至頂層外伸，懸臂底面為水平，標(biāo)高162.200m，頂面與塔樓屋頂位于同一個(gè)傾斜面內(nèi)。塔樓1懸臂外伸67.165m，塔樓2懸臂外伸75.165m。央視主樓效果圖1.已建典型超高層建筑簡介1.3中央電視臺新臺址主樓第五頁，共51頁。深圳京基100大廈1.已建典型超高層建筑簡介1.4深圳京基100大廈

深圳京基100大廈位于深圳市羅湖區(qū)紅寶路南側(cè)，地下4層，地上100層，建筑總高度441.8m，總建筑面積約24萬平方米，是目前中國大陸第三高樓?？蚣?核心筒結(jié)構(gòu)。第六頁，共51頁。東塔夜景效果圖2.新接在建典型超高層建筑簡介2.1廣州珠江新城東塔

廣州珠江新城東塔，總建筑面積507681平方米，建筑物總高度為530米。塔樓結(jié)構(gòu)形式為帶加強(qiáng)層的鋼管混凝土巨柱框架筒體結(jié)構(gòu)。第七頁，共51頁。2.新接在建典型超高層建筑簡介2.2武漢綠地中心武漢綠地中心高606米，共124層，總建筑面積30萬平方米。第八頁，共51頁。2.新接在建典型超高層建筑簡介2.3天津117大廈天津117大廈

地下3層，地上117層，總設(shè)計(jì)高度570米以上，規(guī)劃建筑面積183萬平方米，預(yù)計(jì)投資270多億元人民幣。第九頁，共51頁。2.新接在建典型超高層建筑簡介2.4深圳平安國際金融中心大廈

深圳平安國際金融中心大廈總建筑面積378600平方米，高度為塔頂646米，屋面588米，共115層。第十頁，共51頁。2.新接在建典型超高層建筑簡介2.5武漢中心王家墩中央商務(wù)區(qū)“武漢中心”，設(shè)計(jì)高度428米，共88層。第十一頁，共51頁。2.新接在建典型超高層建筑簡介2.6重慶瑞安嘉陵帆影

二期塔樓99層，三期塔樓34層，裙樓6層，建筑高度468米，總建筑面積500710平方米。三期塔樓：34層，總高度174.8米。二期塔樓：99層，總高度468米。裙樓：6層，總高度40.33米。第十二頁，共51頁。超高層建筑施工的基本經(jīng)驗(yàn)：一、受力特征：與高度H的關(guān)系（1）垂直受力與高度H成正比（2）彎矩與高度H2成正比（鋼板剪力墻問題）（3）變形與高度H4成正比（阻尼器問題）H第十三頁，共51頁。廣州東塔鋼板剪力墻第十四頁，共51頁。（3）變形與高度H4成正比（阻尼器問題）第十五頁，共51頁。二、深基坑施工第十六頁，共51頁。三、主體結(jié)構(gòu)施工（1）施工部署及施工順序是否合理第十七頁，共51頁。三、主體結(jié)構(gòu)施工（2）主要施工設(shè)備選擇中央電視臺及深圳證券工程M1280D塔吊、上海環(huán)球金融中心工程M900D及M440D塔吊、廣州西塔工程M900D塔吊、京基100大廈工程M900D塔吊、沈陽恒隆工程ZSL2700塔吊、太原湖濱工程ZSL1000塔吊，形成了超高層建筑施工中的大噸位動臂式塔吊的施工技術(shù)集成。第十八頁，共51頁。（3）砼核心筒的爬模第十九頁，共51頁。核心筒上平臺爬模系統(tǒng)第二十頁，共51頁。核心筒下平臺爬模系統(tǒng)第二十一頁，共51頁。（4）鋼結(jié)構(gòu)施工第二十二頁，共51頁。鋼結(jié)構(gòu)吊裝第二十三頁，共51頁。鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場焊接鋼結(jié)構(gòu)工程少量塔樓外框筒鋼柱因超重，按設(shè)計(jì)不能再分節(jié)，必須對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分離吊裝，在節(jié)點(diǎn)分離部位形成長達(dá)14.88m的超長斜立向焊縫，見左圖。在最大節(jié)點(diǎn)部位焊縫金屬填充量為1100公斤（兩條對稱焊縫），需要52名合格焊工連續(xù)焊接約70小時(shí)才能完成。根據(jù)規(guī)范要求在焊接完48小時(shí)后用超聲波對焊縫進(jìn)行夾渣、氣孔、裂紋等內(nèi)部缺陷探傷檢測，15天后用超聲波進(jìn)行延遲裂紋檢測，以確保焊接質(zhì)量。第二十四頁，共51頁。超高層建筑建設(shè)發(fā)展應(yīng)考慮的主要方面：400米以上超高層建筑建設(shè)安全功能綠色環(huán)保施工方案優(yōu)化第二十五頁，共51頁。11.超高層建筑對環(huán)境影響分析及控制10.虛擬現(xiàn)實(shí)施工技術(shù)的新發(fā)展及應(yīng)用8.溫度等間接作用對超高層建筑施工的影響及控制7.超高層建筑施工期風(fēng)致響應(yīng)及控制技術(shù)9.基于測量機(jī)器人的4D空間信息定位控制技術(shù)6.超高層建筑鋼、混凝土豎向變形控制研究2.超高層建筑施工期及正常運(yùn)營期結(jié)構(gòu)抗火安全技術(shù)5.超高層建筑施工期性能實(shí)測及工況轉(zhuǎn)換1.超深地下工程施工對環(huán)境安全影響研究12.400米以上超高泵送混凝土集成技術(shù)研究3.鋼板剪力墻混凝土裂縫問題4.超高層建筑抗震設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)第二十六頁，共51頁。1.超深地下工程施工對環(huán)境安全影響研究1.1地鐵振動對地下永久結(jié)構(gòu)施工期及運(yùn)營期影響研究深圳星河發(fā)展中心第二十七頁，共51頁。1.超深地下工程施工對環(huán)境安全影響研究地鐵交通荷載研究地鐵振動在土體介質(zhì)中的傳播規(guī)律研究地鐵振動對地下結(jié)構(gòu)影響問題研究（實(shí)測及分析）地鐵振動舒適度問題的研究（實(shí)測及分析）振動對周邊環(huán)境影響實(shí)測

第二十八頁，共51頁。1.超深地下工程施工對環(huán)境安全影響研究1.2當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件下超深基坑破壞模式研究基于當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件，研究超深基坑開挖過程及相關(guān)施工全過程：土（石）的變形規(guī)律及破壞機(jī)理↓分析原因，制訂合理方案第二十九頁，共51頁。1.超深地下工程施工對環(huán)境安全影響研究1.3超深基坑土、支護(hù)墻（樁）體相互作用規(guī)律研究控制基坑變形，優(yōu)化方案設(shè)計(jì)的要點(diǎn)第三十頁，共51頁。隨著我國建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速，建設(shè)工程現(xiàn)場火災(zāi)數(shù)量呈增多趨勢，火災(zāi)危害呈增大趨勢。超高層建筑施工期及正常運(yùn)營期結(jié)構(gòu)抗火安全研究十分重要。上海環(huán)球金融中心施工期火災(zāi)央視新址配樓施工期火災(zāi)2.超高層建筑施工期及正常運(yùn)營期結(jié)構(gòu)抗火安全技術(shù)第三十一頁，共51頁。正常運(yùn)營期應(yīng)減少火災(zāi)危害，改善結(jié)構(gòu)抗火性能，保護(hù)人身和財(cái)產(chǎn)安全。9.11事件中的美國世貿(mào)雙塔莫斯科電視塔高層起火（2000年）第三十二頁，共51頁。裂縫呈方格網(wǎng)狀裂縫密集數(shù)量多裂縫寬而深裂縫特點(diǎn)3.鋼板剪力墻混凝土裂縫問題第三十三頁，共51頁。裂縫產(chǎn)生的主要原因（1）剪力墻鋼板面大，而且對混凝土約束強(qiáng)；（2）混凝土強(qiáng)度高（C80、C60）；（3）早期失水收縮大；（4）配合比優(yōu)化不夠；建議措施（1）對鋼板及混凝土進(jìn)行實(shí)體測試，探明鋼板及混凝土收縮與約束情況；（2）優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：增加細(xì)而密的鋼筋網(wǎng)片構(gòu)造措施；（3）優(yōu)化配合比，減少水泥用量，使用優(yōu)質(zhì)膨脹劑等；（4）加強(qiáng)施工養(yǎng)護(hù)：自養(yǎng)護(hù)、噴水養(yǎng)護(hù)等；（5）優(yōu)化模板構(gòu)造，模板內(nèi)側(cè)加海綿內(nèi)襯；（6）優(yōu)化鋼板剪力墻混凝土澆筑方案：如探討跳倉法施工、合理設(shè)置誘導(dǎo)縫等。第三十四頁，共51頁。結(jié)構(gòu)行為與控制抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)？結(jié)構(gòu)抗震性能合理損傷破壞機(jī)制？大震下破壞準(zhǔn)則：變形控制？巨震倒塌合理機(jī)制？合理設(shè)計(jì)地震動地震動的長周期特性地震動的空間相關(guān)性地震動的隨機(jī)性設(shè)計(jì)地震動參數(shù)…輸入系統(tǒng)輸出結(jié)構(gòu)分析與數(shù)值模擬結(jié)構(gòu)非線性行為的模型化方法非線性分析方法巨震倒塌數(shù)值模擬…高大柔多…抗震設(shè)計(jì)與措施大震設(shè)計(jì)方法抗震措施抗倒塌設(shè)計(jì)方法與措施消能減震技術(shù)應(yīng)用…4.超高層建筑抗震設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)第三十五頁，共51頁。超高層建筑合理倒塌模式與控制措施研究超高層建筑倒塌模式合理性評價(jià)方法研究超高層建筑基于時(shí)空需求的合理倒塌模式研究超高層建筑倒塌模式影響因素與保障方法研究超高層建筑抗巨震倒塌設(shè)計(jì)方法研究提出并建立四水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)世貿(mào)雙塔倒塌（54min時(shí)間逃生和垂直倒塌）汶川地震某建筑倒塌（粉碎性）第三十六頁，共51頁。考慮施工過程中，結(jié)構(gòu)體系不同、施工荷載不同等，導(dǎo)致施工工況與設(shè)計(jì)工況有顯著不同，進(jìn)行超高層建筑施工期性能實(shí)測研究，保證施工過程安全，控制對結(jié)構(gòu)正常使用期受力的潛在影響。深交所項(xiàng)目5.超高層建筑施工期性能實(shí)測及工況轉(zhuǎn)換第三十七頁，共51頁。鋼與混凝土豎向變形差異會影響施工質(zhì)量控制，潛在影響結(jié)構(gòu)正常受力性能，一直是超高層建筑研究的熱點(diǎn)問題之一。中山國際金融中心6.超高層建筑鋼、混凝土豎向變形控制研究第三十八頁，共51頁。

超高層建筑，向著高聳化、復(fù)雜化、柔性化和低阻尼方向發(fā)展,這使得其固有頻率越來越接近強(qiáng)風(fēng)的卓越頻率,對風(fēng)的敏感性越來越強(qiáng)；對于剛度較柔的超高層建筑結(jié)構(gòu)而言,風(fēng)荷載往往起主要作用；

超高層建筑在紊流風(fēng)作用下的響應(yīng)非常復(fù)雜，風(fēng)與超高層結(jié)構(gòu)的流-固相互作用是土木工程領(lǐng)域的世界級難題。

施工期間，雖然受風(fēng)面尚沒有完全形成，但結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜，風(fēng)荷載會對施工期結(jié)構(gòu)及幕墻裝飾等產(chǎn)生較大的影響，必須進(jìn)行合理控制。7.超高層建筑施工期風(fēng)致響應(yīng)及控制技術(shù)第三十九頁，共51頁。溫度、日照、濕度等間接作用對施工期結(jié)構(gòu)及裝飾構(gòu)件受力產(chǎn)生較大的影響，影響施工質(zhì)量控制，潛在影響這些構(gòu)件的受力性能。幕墻疲勞試驗(yàn)8.溫度等間接作用對超高層建筑施工的影響及控制第四十頁，共51頁。

4D——三維+時(shí)間。

基于測量機(jī)器人、GPS、虛擬仿真、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫及多媒體等關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)合建筑的屬性信息、時(shí)間信息，深度開發(fā)和利用空間信息，用于超高層建筑空間精確定位。9.基于測量機(jī)器人的4D空間信息定位控制技術(shù)第四十一頁，共51頁。

建筑虛擬施工技術(shù)是將以虛擬現(xiàn)實(shí)為基礎(chǔ)的仿真技術(shù)應(yīng)用于建筑施工領(lǐng)域，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立建筑物的幾何模型和施工過程模型，對施工方案進(jìn)行實(shí)時(shí)、交互、逼真地模擬，驗(yàn)證對比和優(yōu)化，進(jìn)而采用數(shù)字化手段制定和修改施工方案，并逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的施工方案編制方法。上海正大廣場10.虛擬現(xiàn)實(shí)施工技術(shù)的新發(fā)展及應(yīng)用第四十二頁，共51頁。虛擬現(xiàn)實(shí)施工技術(shù)的新發(fā)展：

高性能計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)及應(yīng)用重慶大學(xué)曙光高性能計(jì)算機(jī)高性能軟件的出現(xiàn)及應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)施工技術(shù)應(yīng)用的普通化湖北二師圖書館虛擬施工第四十三頁，共51頁。BIM：BuildingInformationModeling

通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息，在這里信息不僅是三維幾何形狀信息，還包含大量的非幾何形狀信息，如建筑構(gòu)件的材料、重量、價(jià)格和進(jìn)度等等。建筑全壽命周期BIM第四十四頁，共51頁。世博會中國館（復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)、工期緊迫）應(yīng)用了設(shè)計(jì)BIM技術(shù)第四十五頁，共51頁。對空氣流動等環(huán)境的影響（重慶大學(xué)主樓CFD）11.超高層建筑對環(huán)境影響分析及控制嘉陵江第四十六頁，共51頁?；庸こ淌┕χ苓叚h(huán)境的影響及控制（深圳星河發(fā)展中心）第四十七頁，共51頁。12.400米以上超高泵送混凝土集成技術(shù)研究11.1高性能混凝土超高泵送實(shí)體測試與綜合評價(jià)技術(shù)第四十八頁，共51頁。11.40