超高层结构的新体系_巨型结构

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1、第30卷第6期哈尔滨建筑大学学报Vol130NO161997年12月JournalofHarbinUniversityofArchitectureandEngineeringDec11997①超高层结构的新体系—巨型结构李君张耀春(高层及轻钢结构研究中心)摘要根据目前国内外超高层建筑的发展趋势,着重介绍了一种新结构体系—巨型结构的概念、发展、特点及工程实例,并提出了需重点研究的若干关键问题。关键词巨型结构;超高层建筑分类号TU973111目前世界超高层建筑的发展趋势[1～3]高层建筑是近代经济发展和科学技术进步的产物,至今已有100余年的历史。其中超高层建筑一般泛指

2、高度在200m、层数在50层以上的建筑。日本则在近年提出了[4～9]筹建高度为800m到4000m、层数在200层到1000层的所谓超超高层建筑的构想。1996年以前世界上已建成的高层建筑中,最高的是美国芝加哥的西尔斯大厦(110层,高443m),当前由450m高的双塔楼组成的马来西亚吉隆坡市的皮特罗纳斯大厦(图1)[10]已取代西尔斯大厦成为世界新高度。目前,各国都在酝酿着500m高度的突破。表1、表2和图1～图6分别给出了日本和美国正在规划设计的超高层建筑物。从表中可见,这些超高层建筑大都采用了巨型结构形式。表1日本的超高层构想建筑物名称设计单位层数高度(m)材

3、料结构形式TAK-60竹中工务店106600钢不详DIB-200鹿岛建设200800钢分离式巨型筒体MillenniumTower大林组150800钢圆锥形巨型桁架筒体空中城市1000竹中工务店不详1000钢巨型框架+巨型桁架空中大都会2001大林组5002001钢巨型框架TRY-2004空中都市清水建设不详2004钢不详X-Seed4000大成建设8004000钢不详表2美国拟建的超高层建筑建筑物名称地点层数高度(m)结构形式[11]芝加哥136不详巨型支撑筒体综合大厦电视城大厦(TelevisionCityTower)纽约不详509巨型框架明克里-贝特勒塔楼芝加

4、哥125+钢塔609框架+筒体(Miglin2BeitlerTower)①收稿日期:1997206225李君女博士生/哈尔滨建筑大学建筑工程学院(150008)22哈尔滨建筑大学学报第30卷图1PetronasTower图2DIB-200动力智能大厦图3美国综合大厦图4空中大都会2001图5Miglin-BeitlerTower图6空中城市10002我国超高层建筑的现状与未来多年来,世界上最高的高层建筑主要集中在美国和加拿大,北美洲是当前世界高层建筑的中心。进入90年代,情况有所改变。环西太平洋沿岸的国家和地区是目前世界经济发展最快的地区之一,将成为世界第二高层建筑

5、中心。随着我国城市的发展,大城市人口密度比发达国家高4～8倍,人均建设用地只有发达国家大城市的1/4～1/5。人口集中及建设用地紧张是我国高层建筑发展的主要因素,而这一因素在近期内不可能改变,因而城市建筑高层化的趋势仍将持续。另外,由于超高层建筑满足了建筑功能中突出个性的特殊要求,建筑高度成为业主表现自身的一个指标,外资工程尤其如此。所以,随着改革开放的发展,我国高层建筑也有了较大的发展:不仅数量迅速增加,而且层数和高度都有新的突破。据不完全统计,目前建成或正在施工和设计的建筑中,超过150m的有60余幢,其中超过200m的有30幢,超过300m的有6幢。目前正在进

6、行方案设计的最高建筑物是重庆114层的457m高的建筑,正在施工的超高层建筑有上海金茂大厦(图7)(92层,370m),钢筋混凝土筒2外框钢骨混凝土柱,H/B达到7;深圳第6期李君等:超高层结构的新体系—巨型结构23地王大厦(81层,325m)。钢筋混凝土核心墙-钢框柱;广州中天大厦(80层,322m)钢筋混凝土筒中筒,第六层为转换层,由4根45m跨的巨型转换梁将外筒荷载传至四根巨型角柱。应当指出,我国目前拟建或在建的这些超高层建筑,绝大部分仍然是由国外设计的。结构体系多数为钢筋混凝土筒体+外钢框柱,只有28层的上海证券大厦(图8)采用了巨型框架体系。随着国民经济的

7、发展,高层建筑的功能趋向于多样化和综合化,建筑平面布置和竖向体型日趋复杂,适应这些要求的巨型结构体系一定会在我国得到相应的发展。为了缩短我国与发达国家的差距,早日实现超高层建筑设计“国产化”,投入一定的人力和物力,开展这一高效结构体系的理论和应用研究,具有重要意义。下面着重讨论巨型结构这种超高层建筑的新体系。图7上海金茂大厦图8上海证券大厦3超高层建筑的新体系—巨型结构的发展、分类与特点巨型结构是一种新型结构体系,是由不同于通常梁柱概念的大型构件-巨型梁和巨型柱组成的主结构与常规结构构件组成的次结构共同工作的一种结构体系。主结构本身就可以是独立结构,其中巨型柱的