文档介绍：复杂功能超高层建筑的结构设计挑战
Challenges of Structural Design of Mixed-use Ultra High-rise Buildings
撰文 Dennis Poon,Paul Lew,Ling-En Hsiao,Yi Zhu,Paul Fu,Steve Zuo
Thornton Tomasetti Inc.(美国宋腾添玛沙帝工程顾问公司)
0 引言
总部位于美国纽约的宋腾添玛沙帝工程顾问有限公司钢的重要因素是结构钢材受拉时的附加延性。再次,从可靠度角
(Thornton Tomasetti Inc.,简称TT),是一个专长大型复杂结度来讲,钢节点更可靠、更有韧性和富余度。然而在使用结构
构设计的公司,其凭借专业实力,参与了世界前20个超高层建型钢上是有许多限制的,用于焊接节点的钢板厚度通常不超过
筑中近一半项目的结构设计,包括已建成的中国台湾台北市的 100mm,以避免材料缺陷。虽然受拉工字钢的翼缘板厚度可以超
世界金融中心(即台北101)、马来西亚吉隆坡的双子石油大过100mm,但它往往需要更复杂的施工步骤,特别是焊接的时
厦、上海的恒隆广场和正在建设中的上海中心、芝加哥螺旋塔、候,以保证钢构的受拉性能和延性性能。
平安国际金融中心等。复杂超高层建筑的实现从来离不开结构随着地震活动下“性能化”设计的出现,超高层结构的延性
设计的支撑,TT的结构工程师们在与Adriam Smith + Gordon 性能是设计时需要考虑的关键。在地震情况下,钢结构的优势从
Gill,Gensler,Pelli Clarke Pelli Architects,John Portman & 延性角度来讲是至关重要的,因此,混合结构成为当今超高层结
Associates,RMJM,Santiago Calatrava,KPF,SOM,Pei 构设计的流行趋势,即在混凝土柱或墙体内预埋型钢构件。这样
Cobb Freed等国际知名建筑事务所的建筑师们长期合作的过程中做的好处是保证主要构件的连续性以形成具有延性节点的构架。
积累了宝贵的经验,以下将结合具体案例从结构师的角度阐述复由主要结构柱的转换或巨柱/核心筒的不连续所引起结构的不连续
杂超高层设计所面临的挑战,希望对建筑师有所借鉴。是不允许的。虽然主要结构构件的转换在“计算上”是可行的,
由于超高层建筑结构需要用到大量材料和承受巨大内力,超但是其施工可行性是有问题的。在构想超高层结构系统的时候,
高层结构施工的可行性成为一个首要的问题。尽管从“理论上”需要寻找连续的传力路径。
来讲通过无限的材料来构想出超高层塔楼的设计方案是可能的, 本文结合已经建好的都曾经是世界第一高楼的吉隆坡石油双
然而由于现有施工条件的制约,最好的结果是这个方案没有实践塔和中国台湾的台北101以及在建的上海中心大厦、深圳平安塔
性,最差的结果则是这是个可能失败的方案。楼、韩国151仁川塔楼和美国芝加哥螺旋塔楼项目,讨论超高层
超高层塔楼所需的材料用量直接导致了可使用面积和结构建筑当前的设计思路,并论证这些主要原则。
所需材料之间的矛盾。从经济角度来看,超高层结构中混凝土用 1 石油双塔
量越多越好。但是混凝土占用的单位面积是钢的6倍,混凝土用建筑设计:P