世界最高建筑“哈利法塔”结构设计和施工

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1、世界最高建筑“哈利法塔”结构设计和施工摘要：迪拜哈利法塔高度达828m，是目前世界最高的建筑。这个高度已超越了纯钢结构高层建筑的使用范围，但又不同于内部混凝土外围钢结构的传统模式，在体系上有所突破。由于超高，设计上着重解决抗风设计和竖向压缩、徐变收缩等竖向变形问题。施工上将C80混凝土一次泵送到601m的高度，创造了一个新的奇迹。关键词：超高层建筑；混合结构体系；风洞试验；时间过程分析；超高强度混凝土①工程概况迪拜哈利法塔是目前世界上最高的建筑，由美国SOM公司设计，工程总承包单位为韩国三星，我国江苏南通六建集团公司承包土建施工，幕墙分别由香港远东、上海力进、陕西恒

2、远三家公司承包。自2004年9月至2010年1月。总工期为1325d，用工2200万工时，总造价为15亿美元。建筑总高度为828m；混凝土结构高度为601m；基础底面埋深为30m；桩尖深度为70m；全部混凝土用量为m，总用钢量为t(高强钢筋为65000t，型钢为39000t)。总建筑面积为m；塔楼建筑面积为m：塔楼建筑重量为50万t；可容纳居住和工作人数为12000人；有效租售楼层为162层。哈利法塔是一座综合性建筑，37层以下是阿玛尼高级酒店；45~108层是高级公寓，共700套，78层是世界最高楼层的游泳池：108～162层为写字楼；124层为世界最高的观光层，

3、透过幕墙的玻璃可看到80km外的伊朗；158层是世界最高的清真寺；62层以上为传播、电信、设备用楼层，一直到206层；顶部570m是钢桅杆。为保持世界最高建筑的地位，钢结构顶部设置了直径为1200mm的可活动的中心钢桅杆，可由底部不断加长，用油压设备不断顶升，其预留高度为200m。为此哈利法塔始终不宣布建筑高度。到2009年底，确认5年内世界各国都不可能建成更高的建筑，才最后确定828m的最终高度。2010年1月4日，哈利法塔举行了开幕式，正式宣布建成。②建筑设计哈利法塔的建筑理念是“沙漠之花——DesertFlower”，平面是三瓣对称盛开的花朵；立面通过21个逐

4、渐升高的退台形成螺旋线，整个建筑物像含苞待放的鲜花。这朵鲜花在沙漠耀眼的阳光下，幕墙与蓝天一色，发出熠熠光辉。三瓣盛开的沙漠之花—哈利法塔的建筑幕墙总面积为13。5万m2，其中塔楼部分为12万m。幕墙总造价约为人民币8亿元。约为6000元/m2。哈利法塔很高，风力作用下，上部楼层水平位移较大，将酒店和公寓安排在下部楼层，办公楼层放在上层，可获得更好的舒适性。按现在的布局，公寓最高层为108层，最大位移为450mm，办公最高层为162层，最大位移为1250mm。③风洞试验为了给主体结构设计和幕墙设计提供技术依据，进行了40次以上的风洞试验。风洞试验在加拿大安大略RWD

5、I边界层风洞进行。风洞尺寸为2.4mx1.9m和4.9mx2.4m。分别进行了刚性模型的力平衡试验和弹性模型的多自由度试验。按50年一遇的风力，做了风压分布、风环境、风气候等方面的研究。模型测点为1140个。风环境试验刚性和气弹性整体模型为1／500，局部风力研究的模型为1／250及1／125。取用了6个主风向：3个翼尖方向和3个凹入方向，试验表明主控制方向是翼尖风向。50年一遇风力按55m／s考虑。最大风力在退台附近。最大负风压为-5.5kPa，最大正风压为+3.5kPa。④结构体系和结构布置4.1结构体系全钢结构优于混凝土结构，适合于超高层建筑”，这是2O世纪六

6、七十年代的普遍共识。这个时期大量建造了300m以上的钢结构高层建筑，如1971年建成的纽约世界贸易中心双塔(412m)、1974年建成的芝加哥西尔斯大厦(442m)。到了20世纪八九十年代，人们发现纯钢结构已不能满足建筑高度进一步升高的要求，其原因在于钢结构的侧向刚度提高难以跟上高度的迅速增长。从此以后，钢筋混凝土核心筒加外围钢结构就成超高层建筑的基本形式。我国如上海金茂大厦(1997年，420m)、台北101(1998年，48m)、香港国际金融(2010年，420m)、广州西塔(2010年，460m)、广州电视塔(2009年，460m)、上海环球金融(2009年，

7、492m)、上海中心(2014年，632m)，深圳平安保险(在建，680m)等。均无一例外。哈利法塔作了前所未有的重大突破，采用了下部混凝土结构、上部钢结构的全新结构体系。-30-601m为钢筋混凝土剪力墙体系；601～828m为钢结构，其中601～760m采用带斜撑的钢框架。我们可以比较一下：纽约世贸中心纯钢结构，412m处的最大侧移为1000mm；而哈利法塔混凝土结构，601m处的最大侧移仅为450mm。即使从哈利法塔本身来看。到混凝土结构的顶点601m处，最大位移仅450mm：到了钢框架顶点760m处，位移就迅速增大至1250mm；到钢桅杆顶点828m处，