300米以上超高层结构设计与施工关键技术研究

  一、超高层建筑的定义

  1972年8月在美国宾夕法尼亚洲的伯利恒市召开的国际高层建筑会议上，专门讨论并提出高层建筑的分类和定义，超高层建筑就是40层以上，高度100米以上的楼层。在我国，民用建筑按地上层数或高度分类划分应符合下列规定：建筑高度大于等于100m的民用建筑为超高层建筑。

  二、典型工程案例分析

1、大连国贸中心大厦

  该项目为改建扩建项目，第一次设计于2002年，建筑高度为340米，地上78层，地下6层，在地下室底板施工过程中，修改设计将主体高度降低为260米，施工至地面后停工，停工时间长达4年。2008年重新设计，将主体高度增加至360米，地上86层，地下7层。施工过程中需全部拆除地下主体结构，基坑深度为27米。

1）大连国贸中心大厦结构设计论文

http://wenku.baidu.com/link?url=JIeIXIPTfsGmRxXwyg3T_rBnzt7nuxi-c_640qvJW8DBbIMGExYj03L_dK67Stgj1IorjnVo63EMPjgTXcKAoOrE3ekUBnF4i2L1J1_L5Yu

结构设计的关键技术：详见该文

2）大连国贸中心大厦施工视频

http://my.tv.sohu.com/us/5748217/50860407.shtml

施工关键技术：

本项目特点：拆除改建难度大、 建设标准高、组织协调困难、社会影响显著。

（1）局部基坑开挖尚未完成，暴露时间过长，地下主体结构需全部拆除，基坑深度27米，结构和基坑安全、周边环境保护问题突出；

（2）拆除混凝土为1.5万方，拆除对象主要是核心筒和钢管混凝土巨型柱等，拆除工艺复杂，拆除工期短，仅为2个月。

（3）钢筋混凝土结构施工难度大，核心筒竖向结构多，模板系统体型适应性及施工效率要求高，混凝土强度等级为C70,浇筑高度为350，高强混凝土超高层泵送是个难题。

（4）钢结构施工面临多重挑战。钢结构总用钢量超过4万吨，构件重量大，吊装设备选型要求高，钢构件板材厚，高空焊接量大，焊接质量控制难。

（5）项目地处闹市区，施工场地狭窄，施工出入口唯一且交通限制严格，建筑材料、施工人员水平和垂直运输任务繁重，合理的平面布置和高效的垂直运输体系对施工至关重要。

2、某超高层项目施工全过程（带图片）

  超高层与高层之间的施工还是有很多不同点，本项目的特点有：1、超深超大直径挖孔桩（桩长50米，桩径3.8米）；2、超大体积砼（一次浇筑方量9000m3）；3、钢管柱与砼结构相结合，钢管柱内砼填充密实度及养护控制，铸钢节点安装的精确度的控制；4、楼板用成品压型钢板；5、单索斜拉幕墙及单元板块幕墙相结合、石材幕墙、金属幕墙之间受温度控制变形；6、超高支模（42m）空中花园；6、超高层沉降观测及钢管柱垂直度检测；7、核心筒自动爬模结构。

http://bbs.zhulong.com/103040_group_803/detail8290452/p1.html

 3、上海建筑设计院超高层建筑设计纪实

http://news.zhulong.com/read/detail62642.html

雄伟壮观的超高层建筑，安全是其首要考虑的因素，反映在设计上就是结构和消防。
　　如果把建筑比喻为人体，结构就是他的骨骼。超高层建筑高耸挺拔，但对结构设计无疑是个不小的挑战，首先结构体系的选择就是首要考虑的因素。“超高层建筑特点，主要是考虑水平力作用下结构的响应，因此地震作用等是决定我们选择结构体系的关键。目前针对复杂超高层建筑结构，如何做到安全、经济、舒适，正逐步开始采用基于性能的设计思想，根据结构的复杂程度和不规则性，确定结构抗震性能化设计的合理性能目标，针对确定的性能目标，采用弹性、弹塑性的方法进行分析，对结构不同部位采取不同的加强措施，人为控制结构在地震作用下的损伤顺序和程度，达到合理的结构抗震设计。”中国钢结构协会委员、上海院总工程师李亚明说，在结构抗震方面，上海院有多名全国知名抗震设计专家，参与全国各地抗震设计审查，并参与编制相应规范。超高层建筑由于其使用功能的多样化，有商场、办公、酒店等，除考虑抗震因素外，还必须满足建筑多功能使用要求，综合地域特性、经济性、技术先进性等合理组合，将各种材料各种结构体系综合运用和集成。李总举例说，上海中银大厦高226米，造型美观漂亮，体形变化大，由下部的正方形平面转换成上部的梳子形平面，倾角60度，在设计中，充分利用中央钢筋混凝土筒体强大的刚度和稳定性好的特点，转换层设计摒弃传统的巨形桁架承托，采用与建筑设计最为贴切、受力流畅的斜柱框架结构。“随着现在超高层建筑高度的不断刷新，建筑的形体、功能等都在逐步脱离传统结构的基本布置要求，如何利用新材料、新技术将多种结构形式最佳集成，将是衡量超高层结构设计好坏的依据之一，也是未来超高层结构设计的发展趋势，我们上海院在这方面做过比较多的尝试。”李亚明总工程师介绍说。
　　超高层设计的另一难点就是消防设计。我国现行高层民用建筑设计防火规范要求100米以上超高层必须设置消防电梯、疏散楼梯及避难层，避难层一般与大楼分中心机房共用。上海院总建筑师张行健介绍说，“金茂大厦由于高达88层，在不可能设置直达消防电梯的情况下，如何实现消防人员在最短时间内由底层到达最高层，成为金茂大厦消防设计的一个难点，在专业电梯顾问公司的参与下，经过精心计算、设计，我们在51、52层实现消防电梯与疏散电梯的转换，做到在90秒内消防人员能从底层到达88层”。。。。。。。。。。。。。

 4、框架核心筒高层结构设计精品案例

http://jg.zhulong.com/topic_kuangjiahexintong.html

框架-核心筒结构是指由外围梁柱组成的框架体系与中心筒体共同组成的结构体系。
特点：这一结构形式有利于提高结构整体的受力性能，从而提高高层建筑物抗震性能。框架-核心筒结构因其良好的受力性能和内部空间的灵活性成为目前国际超高层建筑中采用的主流结构形式，在超高层建筑中有着广泛的应用。
框架核心筒结构设计分析的探讨
钢框架偏心核心筒弹塑性分析
提高框架-核心筒结构抗扭刚度的几点措施
钢筋混凝土框架－核心筒结构基于位移抗震设计
更多框架-核心筒结构设计资料>>>

 5、

http://wenku.baidu.com/view/aba17269caaedd3383c4d336.html

 6、[天津]巨型框架核心筒结构超高层甲级写字楼施工组织设计（近1000页，丰富效果图）

http://down6.zhulong.com/tech/detailprof1018676SG.htm

 三、优化设计

  1、超高层建筑结构经济性探讨.pdf  汪大绥

 四、相关书籍

1、《上海高层超高层建筑设计与施工结构设计》

2、《上海高层超高层建筑设计与施工结构施工》

http://www.civilcn.com/jiegou/jgsji/1321069067187109.html

3、《超高层工程安全管理创新与实践》