复杂功能超高层建筑的结构设计挑战

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(Thornton Tomasetti lnc.,简称TT),是一个专长大型复杂结构设计的公司,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世界金融中心(即台北101)、马来西亚吉隆坡的双子石油大厦、上海的恒隆广场和正在建设中的上海中心、芝加哥螺旋塔、平安国际金融中心等。

武汉大学万林艺术博物馆结构设计

武汉大学万林艺术博物馆形似巨石,立面变化复杂,最大悬挑长度达到46.5m。对结构方案选型及其受力特点、性能化抗震设计、楼面舒适度、BIM在本工程中的应用、钢结构卸载方案等进行了介绍,并采用ABAQUS软件对特殊节点进行有限元分析。结果表明,采用大跨悬挑桁架体系可以较好地实现建筑方案,且在大震下受力性能良好;TMD系统能够有效地解决大跨结构在人行荷载下的振动舒适度问题;采用多点同步、等位移法对悬挑结构进行卸载的方法是可行的,且可操作性强。

复杂功能超高层建筑的结构设计挑战

复杂超高层建筑结构设计最严峻的挑战是结构本身承受的巨大内力、结构达到预期性能目标所需的大量材料，以及在地震及风荷载作用引起的巨大构件连接内力下仍能达到良好延性的构件连接方式。这些巨大内力、位移和材料必须受到施工条件的限制，设计者必须找到能够充分利用现有施工条件的解决方案。为了达到预期的性能目标，塔楼的巨大位移必须控制在幕墙体系、其他非结构构件以及人体反应所能接受的范围内。本文将讨论超高层结构设计中的各种问题，以及通过现有的分析工具来应对各种设计挑战。另外将讨论超高层结构在现实存在的施工技术限制下如何保证施工的可行性。综合性超高层建筑中存在的楼面功能多变性使这些设计挑战更加严峻。通过Thornton Tomasetti公司（简称TT）以前完成和现在正在设计中的一些超高层结构设计项目来叙述如何应对各种挑战。