上海中心大厦巨型悬挂式幕墙系统结构设计与思考

上海中心大厦外幕墙系统采用了分区悬挂的巨型柔性悬挂式幕墙支撑结构体系.该体系远离主体结构、几何造型扭曲、分区悬挂重量大、悬挂高度高、竖向支承刚度柔且不均匀,整个幕墙结构体系构成及传力较为特殊导致其与主体结构协同工作复杂,给结构设计带来许多前所未有的技术挑战.从方案到施工图设计过程,无论是结构体系还是节点构造均经历了多轮的反复论证分析与优化.尤其是采用整体模型协同分析,对水平和竖向荷载下幕墙支撑结构与主体结构协同工作性能、竖向地震反应、以及施工过程中幕墙支撑结构的受力特性等问题进行了深入地分析和研究.确保了工程建设的顺利实施,实际安装施工也验证了该结构设计的可靠性.上海中心幕墙支撑结构设计经历了艰辛的设计历程,其相关设计方法和成果是对现有高层建筑幕墙结构设计理念和方法的丰富和完善,同时也引发了对高层建筑复杂幕墙系统结构设计的新的思考.

柔性悬挂式幕墙钢支撑结构施工关键技术探析

幕墙是现代城市建筑建设中非常重要的一项内容,并且随着人们对建筑性能要求的提升,建筑幕墙也呈现出复杂化、精密化以及现代化的特征。柔性悬挂式幕墙施工中对于施工技术要求比较高,以某工程为实例,对柔性悬挂式幕墙钢支撑结构施工关键技术展开了分析与探讨,旨在进一步提升幕墙施工水平。

上海中心大厦柔性悬挂式幕墙滑移装置健康监测方法

具有复杂几何形态的上海中心大厦外幕墙采用了大尺度柔性悬挂设计,其支撑体系在考虑与塔楼横向、竖向与扭转变形互相协调的措施方面,引入了房屋建筑中十分罕见的隐蔽型滑移装置系统,这些滑移装置对保证幕墙达到设计功能和使用要求起到了关键作用.鉴于对隐蔽型滑移装置直观监测的困难性和无先例可循,本文提出了简明有效的间接监测方案,并经优化后应用于工程实践,取得了良好的实效,为大尺度复杂幕墙及其支撑体的施工安装和安全运维创立了新的监测手段,所形成的工作方法可为同类工程项目的健康监测提供参考.

柔性悬挂式幕墙构造及材料的应用分析

幕墙工程中,柔性悬挂式幕墙构造得到普遍应用,该体系分区悬挂重量大、支承刚度柔、荷载效应及节点构造复杂。上海中心大厦是采用此结构最具代表性的建筑,该建筑运用了巨型框架-核心筒-伸臂桁架抗侧力结构体系。该结构采用一种独特的双层幕墙系统,呈现一种扭转收缩上升的几何形态。本文结合上海中心大厦实例,对该幕墙支撑结构体系的应用特点及材料进行介绍与研究。

上海中心大厦悬挂式幕墙支撑结构设计若干关键问题

上海中心大厦外幕墙系统采用了分区悬挂在超高层建筑上的柔性悬挂式幕墙支撑体系,由于该体系幕墙远离主体结构、分区悬挂重量大、悬挂高度高、竖向支承刚度柔等原因导致其荷载效应、与主体结构的相对变形及协同工作性能复杂,幕墙支撑系统的设计需能保证幕墙玻璃板块及支撑结构自身的安全,这给幕墙支撑结构的分析设计提出了非常大的挑战。针对幕墙支撑结构分析设计中的幕墙支撑结构抗扭转设计、温度敏感性分析、设备层变刚度调平、加强设计、底环梁竖向伸缩节点优化、吊杆防松弛设计、径向支撑竖向位移敏感性分析等若干关键问题进行了系统的分析和研究。相关分析和设计方法可为类似工程提供有益的借鉴。

上海中心大厦新型柔性悬挂式幕墙系统设计

上海中心大厦的幕墙系统采用了独特的双层幕墙系统,其中内幕墙沿楼面边缘呈圆柱式布置,外幕墙平面呈圆角三角形,且呈现扭转收缩上升的几何形态,远离主体结构悬挂在上下两道加强层之间。由于外幕墙体量巨大、几何形态不规则,且采用柔性的支撑结构体系,给外幕墙的分析、设计、建造带来许多前所未有的技术挑战。对上海中心柔性悬挂式幕墙系统的建筑设计理念、几何形态、幕墙的风荷载研究、支撑结构体系选型及幕墙节点设计进行了介绍,可为类似工程提供有益的借鉴和参考。

上海中心大厦悬挂式幕墙支撑结构竖向地震作用反应分析

当悬挂结构自身的竖向振动周期与其支承结构的竖向振动周期接近,将出现二次共振现象,即产生竖向振动的"鞭梢效应",从而导致悬挂结构自身及其支承结构的竖向地震作用反应都显著增大。上海中心大厦采用分区悬挂的柔性幕墙支撑结构,每个分区悬挂的幕墙质量大、支承结构刚度弱、悬挂高度高、自振周期与主楼接近,其竖向地震作用反应不容忽视。采用反应谱和弹性时程分析方法,对上海中心悬挂式幕墙支撑结构在竖向地震作用下的结构自振特性、竖向加速度、竖向位移等反应进行了分析。结果表明:悬挂式的幕墙支撑结构竖向地震作用反应显著,幕墙支撑结构的竖向地震作用反应随结构高度增加而增大;高区吊杆轴重比较低区增大约1.2倍,高区吊点加速度反应较低区增加约1.5倍;在相同分区,由于吊杆弹性放大作用,幕墙支撑结构底部的轴重比、加速度、位移反应分别较顶部增大20%、50%、100%。

上海中心大厦柔性悬挂式幕墙支撑结构分析与设计

上海中心大厦建筑高度为632m,是目前在建的国内最高的超高层建筑之一,该项目采用了非常独特的双层幕墙系统。外幕墙支撑结构采用了独特的分区悬挂的柔性幕墙支撑结构体系,该体系具有分区悬挂重量大、支承刚度柔、荷载效应及节点构造复杂等特点。对该幕墙支撑结构体系的选型进行了说明,并对幕墙支撑结构在风荷载、温度等主要荷载作用下的受力特性以及幕墙支撑结构的竖向变形、幕墙与主体结构的连接构造进行了简要介绍。

悬挂式铝塑板幕墙施工质量控制措施

与传统施工模式相比，悬挂式铝塑板与之有着较大的差异，随之产生的质量问题也受到了社会各界的广泛关注。本文主要分析了悬挂式铝塑板幕墙施工质量控制措施。

施工过程对上海中心幕墙支撑结构的影响分析

通过对上海中心大厦幕墙支撑结构和主体结构的施工模拟分析,研究了幕墙支撑结构的变形预调值,并对主体结构变形引起的支撑结构附加内力进行了详细分析.研究表明,采用传统逐层找平的施工方法,施工完成后环梁与设计标高仍存在较大偏差,采用吊点预抬高和吊杆长度调整的措施对环梁标高进行预调整可保证幕墙的几何形态和安全使用;巨柱区间压缩量会引起幕墙支撑结构与主体结构楼面发生数值较大且分布规律复杂的竖向位移差,需通过施工模拟方法对幕墙支撑结构与主体结构间的滑动节点在主体压缩下的滑动行程进行确定,同时巨柱压缩也会引起径向支撑较大的附加弯矩,最大附加弯矩应力比达到0.3,其对幕墙支撑结构安全的影响不容忽视.

重力作用下上海中心幕墙支撑结构与主结构协同分析

上海中心大厦外幕墙系统采用了分区悬挂的柔性幕墙支撑结构体系,各区段幕墙支撑结构顶部及底部均支承于弹性的主体结构边界(设备层/休闲层)上.各区幕墙系统悬挂重量重,以及由设备层/休闲层的竖向支承刚度柔且分布不均匀导致的设备层/休闲层的竖向变形大且分布不均,都将给支撑结构系统安全带来不利影响.通过将幕墙支撑结构与主体结构进行整体建模,对重力荷载作用下幕墙支撑结构与主体结构的协同工作特性,即幕墙支撑结构不均匀竖向变形特性,及其对幕墙板块安全、支撑结构受力的影响进行了详细的分析.并依据分析结果对设备层刚度、幕墙结构与主体结构的连接构造进行了优化调整,以改善幕墙系统变形与受力,确保幕墙系统的使用安全.

上海中心幕墙支撑结构设计概况

上海中心大厦建筑高度632 m,该项目的幕墙设计采用了非常独特的分离式双层幕墙系统。其外幕墙支撑结构采用了独特的柔性悬挂式幕墙支撑结构体系,该体系具有分区悬挂重量大、支承刚度柔、荷载效应及节点构造复杂等特点。对该幕墙支撑结构体系的分析与设计有关内容进行了介绍,包括结构体系布置特点、关键荷载及作用取值、主要荷载作用下结构的受力特性,以及幕墙与主体结构的连接构造。有关分析和设计方法可供其他类似项目分析、设计参考。

风和地震下上海中心幕墙支撑结构与主结构协同分析

通过将幕墙支撑结构与主体结构整体建模,对风荷载及水平地震作用下幕墙支撑结构与主体结构相对竖向变形特性及其对支撑结构受力影响以及竖向地震作用下支撑结构竖向不均匀变形、内力及加速度反应及其对设计的影响进行了详细分析与研究,研究结果表明,在水平荷载作用下,主体结构与环梁竖向相对变形引起径向支撑的附加弯矩,通过设置滑动构造可减小弯矩保证支撑受力安全;在竖向地震作用下,幕墙系统将产生较大的不均匀变形对板块产生不利影响、吊杆产生较大附加轴力、环梁竖向加速度反应显著,设计时应对以上不利因素进行评估以保证幕墙系统在地震作用下的安全.

180m高多功能隧道通风塔结构设计

上海某过江隧道通风塔高180m,同时具有隧道通风、旅游观光、餐饮商务等多种功能和业态,是一种新型的建筑形式。该通风塔平面接近正圆形,中央核心筒接近椭圆形,采用混凝土筒体+悬挑楼板+幕墙网壳结构体系,幕墙采用悬挂式滑动柱面网壳结构。详细阐述了该通风塔的结构设计思路、设计方法、设计难点和解决方案;比较了通风塔主体结构风洞试验和规范风荷载作用下的楼层剪力、弯矩的差异,并分析了前者远大于后者的原因;给出了YJK、ETABS和SAP2000等多种软件分析得到的主体和幕墙结构的主要计算结果,以及采用ABAQUS软件进行罕遇地震动力弹塑性分析的结果。结果表明,该通风塔结构在各种工况下均足够安全。最后,总结了设计过程中的经验并进行了几点思考,提出了对同类型建筑的结构设计建议。

上海中心大厦幕墙支撑结构与主体结构协同工作分析与控制

将幕墙支撑结构与主体结构建立整体有限元分析模型,对幕墙支撑结构与主体结构的协同工作特性进行了详细分析,主要包括设备层吊点不均匀竖向变形特性及其对幕墙玻璃板块安全和支撑结构受力的影响分析,水平荷载作用下幕墙支撑结构与主体结构相对竖向变形特性及其对支撑结构受力的影响分析,竖向地震作用下支撑结构竖向不均匀变形、内力及加速度反应及其对主体结构幕墙的影响分析,由此提出相应的设计调整措施。分析结果表明,重力荷载作用下,幕墙支撑结构的不均匀变形超过幕墙玻璃板块变形的容许范围,可导致幕墙玻璃板块破坏,通过调整设备层楼面结构布置和休闲层楼板刚度,可减小吊点变形差异,保证幕墙玻璃板块的安全;重力荷载、水平荷载作用下,支撑结构环梁与主体结构的竖向相对变形将引起径向支撑的附加弯矩,通过设置滑动构造可减小弯矩保证支撑结构受力安全;竖向地震作用下,幕墙支撑结构将产生较大的不均匀变形对幕墙玻璃板块受力带来不利影响,吊杆产生较大附加轴力,环梁竖向加速度反应显著,设计时应对以上不利因素进行评估以保证幕墙支撑结构的安全。