498米的高層，結構設計怎么破
發布時間2020-10-06 09:54:13
725 摘要：效果圖西安是國家中心城市，古代“絲綢之路”起點，“一帶一路”樞紐城市。在這個古老而現代的城市，將迎來總高度達500米級的中國西北**高樓，同鐘鼓樓、大雁塔等歷史地標交相輝映，見證西安邁向國際化新征程。一、建筑形體與結構體系完美融合1、建筑形體與結構抗震中國國際絲路中心在*初的方案設計中，我們就將建筑形體
效果圖
西安是國家中心城市，古代“絲綢之路”起點，“一帶一路”樞紐城市。在這個古老而現代的城市，將迎來總高度達500米級的中國西北**高樓，同鐘鼓樓、大雁塔等歷史地標交相輝映，見證西安邁向國際化新征程。
一、建筑形體與結構體系完美融合
1、建筑形體與結構抗震
中國國際絲路中心在*初的方案設計中，我們就將建筑形體與結構經濟性相互融合，體現在整個建筑平面尺寸底部*大，向上逐級收進，這樣的建筑形體具有很好的結構穩定性。
建筑形體由低區到高區逐步收進，結構重量也逐步減小，將大大減小地震作用。
2、建筑形體與風荷載
建筑形體收進的同時平面尺寸逐步減小，同時減小的還有建筑高區的迎風面積，此舉能有效減小風壓。同時，在風的作用下，超高層建筑不僅會在風吹的方向發生擺動，同時也會在垂直與風吹的方向發生較大擺動，這是由于風在垂直于風吹的方向產生不對稱的漩渦引起的，這個由不對稱的漩渦引起的擺動對超高層的結構安全影響極大。這也難不倒我們的設計師，我們對塔樓平面進行了優化，不采用那種簡單的矩形平面，而將四個角根據建筑造型進行切角。平面切角后，結構側面的漩渦情況有明顯改善。以下兩個動固可以很直觀的展示這種變化。
建筑角部不切角風壓示意圖
建筑角部切角風壓示意圖
3、建筑效果與結構體系 中國國際絲路中心項目創新性的采用空腹環帶桁架代替傳統帶斜桿的環帶桁架，滿足結構安全性的同時使得室內視野和空間通透性更好。 帶斜腹桿環帶桁架示意圖 空腹環帶桁架示意圖 空腹環帶桁架示意圖
二、消能減震措施的使用
中國國際絲路中心所在地西安是地震活躍區（抗震設防烈度為8度）。根據項目的特點采用可提升經濟性同時增加建筑安全度的消能減震技術，即在頂部兩個加強層的核心筒與外框柱間布置阻尼伸臂桁架。本項目也成為全球采用粘滯阻尼器的*高建筑。 伸臂桁架布置示意圖（紅色部分顯示為有阻尼伸臂桁架樓層） 阻尼伸臂桁架利用核心筒和外框柱的變形差讓阻尼器發揮作用，在地震作用下有效的消耗地震能量，減小地震作用，從而保護主體結構。 阻尼伸臂桁架工作原理如下圖所示。 在地震作用下，整體結構采用有阻尼伸臂和無阻尼伸臂的結構變形如下所示?？梢姴捎孟軠p震措施的建筑在地震作用下擺動更小，結構更安全。（左側為有阻尼伸臂的結構變形，右側為無阻尼伸臂的結構變形） 地震整體動畫 三、單樁承載力提高 根據地質勘查的相關數據，樁基承載力特征值為12000KN。 這個承載力是什么概念？目前國內*高建筑上海中心所使用的樁基承載力才使用到這個數值。但作為追求高效的結構設計這樣仍然不夠，為準確的得到樁基承載力,試樁過程中，我們在樁身預埋先進的滑動測微計，測微計能準確測試試樁的極限承載力、樁身內力、變形情況，準確掌握試樁過程中內力變化。根據試樁結果，樁基的單樁承載力特征值達到15000kN，比理論計算值提高3000KN。 錨樁法現場照片 滑動測微計現場測試照片 按照試樁結果對原樁基礎方案進行優化，在減少樁數（約20%）的同時，核心筒底下樁長由77.8m減小到69m（共減少樁長約2200m左右），結構經濟性大大提高，同時節省工期。 新舊樁基方案如下圖所示。 四、基礎變剛度調平 根據本項目基礎荷載分布和沉降變形的特點，采用長短樁方案，即核心筒底下采用長樁（樁長69米），外圍框架柱底下采用短樁（樁長61米），此舉有效減小核心筒部分沉降變形，同時減小基礎變形差，改善底板受力，保證結構安全的同時也大幅節約了底板鋼筋。 同時，基于基礎變剛度調平設計，本項目創新性的取消地下室核心筒與外框柱之間的翼墻，大幅提高了地下室的建筑空間使用效率。 五、高強度材料的使用 作為西部**高樓，高強度的結構材料也是必不可少的。 1、樁基礎及基礎底板混凝土強度等級采用C50，提高樁基承載力的同時將筏板厚度有效減小到5米。 2、在主抗側力構件和關鍵節點采用Q460GJ高強鋼材，保證結構安全性能，提高施工效率的同時節約造價、節省工期。 值得一提的是，這些高強度材料都是西北地區同類型建筑的首次使用
剛性伸臂桁架和節點板使用高強鋼材示意圖
設計團隊：圖鑒建筑規劃工程設計事務所
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