上海环球金融中心

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1、上海环球金融中心Shanghai World Financial Center （SWFC ）前言由于现今土木工程领域涵盖了许多前沿科学的技术，所以我的土木水利工程概论大作业决定论述一项比较新工程 上海环球金融中心。当然，由于上海环球金融中心 的很多先进技术是我们土木水利工程没有涉及的，所以我主 要根据课上的知识对这项工程的地基、结构体系、抗震三个 方面给出详细的个人看法，抗风技术只给出一些非专业的个 人看法，当然肯定会非常的不准确，敬请见谅！对于所参照的资料用“隶书”字体打出，而自己的个人 看法则由”微软雅黑“字体打出。本作业大部分参考资料来自 pdf 文档，不可复制，均为手打的，因此难免会

2、有一些错别字。目录1. 上海环球金融中心简介.(1)2. 建筑资料 3. 地基.(3)4. 结构体系.(6)5. 抗震系统.(10)6. 抗风系统 .(11)7. 对上海环球的总体评价(13)8. 对土木水利工程概论的总结和建议(14)上海环球金融中心简介上海环球金融中心 Shanghai global financial hub 是 以日本的森大厦株式会社(Mori Building Corporation )为 中心，联合日本、美国等40多家企业投资兴建的项目总投 资额超过1050亿日元(逾10亿美元)。原设计高460米，工 程地块面积为3万平方米，总建筑面积达38.16万平方米， 比邻金

3、茂大厦。1997年年初开工后，因受亚洲金融危机影响， 工程曾一度停工。2003年2月工程复工。但由于当时中国台 北和香港都已在建480米高的摩天大厦，超过环球金融中心 的原设计高度。由于日本方面兴建世界第一高楼的初衷不变， 对原设计方案进行了修改。修改后的环球金融中心比原来增 加7层，即达到地上100层，地下3层，楼层总面积约377,300 平方米。夜幕下的环球金融中心环球金融中心与金茂大厦建筑资料【中文名称】:上海环球金融中心【英文名称】:Shanghai World Financial Center(SWFC)【建筑位置】:上海市浦东陆家嘴金融贸易区Z4-1号地块。【开工日期】:1997年

4、年初首次开工；后遭1997年亚洲金融危机停工，于2003年2月工程复工。【竣工日期】:2008年8月29日。【用地面积】:30,000。【占地面积】:14,400【建筑面积】:381,600 tfo【建筑层数】: 地上101层、地下3层。【建筑高度】:492 米。【结构形式】:钢筋混凝土结构（SRC结构）、钢结构（S结构）。【建筑造价】:1050亿日元（73亿人民币）【投资单位】: 森海外株式会社(Forest Overseas Co., Ltd.)。【建筑设计】:KPF建筑师事务所。【结构设计】:籁思理罗伯逊联合股份有限公司（LERA）。【设计单位】:上海现代建筑设计（集团）有限公司、华东建

5、筑设计研究院有限公司。【施工单位】:中国建筑工程总公司、上海建工（集团）总公司总承包联合体。【所获荣誉】:2008年竣工的最佳高层建筑（美国芝加哥“高层建筑和城市住宅关于桩基资料： 主楼坑中坑围护工程简介由于坑中坑地处深基坑中央，我们即利用(p700 mm钢管工程桩与钻孔 灌注桩组合形成坑中坑围护排桩(见图)，根据钢管工程桩的间距大 小再打设卩1 200 mm或(p900 mm钻孔灌注桩，钻孔灌注桩底标高为 -32 m, 钻孔灌注桩顶部设置断面为1.5 m(W)x 0.7 m(H )钢筋混凝 土压顶圈梁，在圈梁标高处设置一道2H500 mm x 200 mm 钢支撑，钢 支撑中部利用工程桩设置

6、立柱。坑中坑边坡采用1 : 1 放坡处理，采 用配筋喷射混凝土护坡,基坑垫层为0.2 m 厚。图坑中坑围护支撑及土方挖土分区示意施工流程(1) 坑中坑排桩围护压顶圈梁刨槽土方开挖，进行配筋护坡喷射混凝 土施工(2) 压顶圈梁施工及养护，完成钢支撑以上土方开挖(3) 坑中坑钢支撑系统安装。(4) 坑中坑土方开挖至深坑底部-25.89 m,同时进行配筋护坡喷射 混凝土及垫层施工。(5) 桩顶处理及钢支撑立柱换撑,坑中坑基础底板混凝土第一次施 工及养护,同时进行坑中坑两端浅坑部位土方开挖,进行护坡、垫层、 桩顶处理。(6) 坑中坑第二次基础底板混凝土施工及养护,完成坑中坑基础混凝 土施工。(参考：龚

7、剑、赵锡宏对101 层上海环球金融中心桩筏基础形状的预测 龚剑上海环球金融中心主楼超大超深基础坑中坑围护施工技术 )个人观点：上海环球金融中心有101 层，由于与上海金茂大厦88 层 相邻，所以我查了一下上海金茂大厦的成功经验，了解到中心桩筏的 预测要考虑桩的承载力和及其随时间的增加，桩筏的荷载分担、筏厚、 沉降和桩筏基础设计理论等因素。由于亚洲金融风暴的影响，上海环球2003年开始基坑施工；2004 年 基础施工，因此有必要考虑经历 7 年的承载力增长问题。一些资料显 示，对于打入桩随时间的增长率，视时间和土质情况而定。且桩尖越硬，其增长率越大，而上海老建筑物的基础在70 到90年代，曾增加

8、几层，因此考虑打入桩的承载力随时间的增长具有实践意义。（4）还有一些资料及分析没有例举，因为那些资料（如筏厚的确定）专业性太强，超过我能理解的范围，于是就直接得到了以下的总结：1. 尽管利用（p700 mm钢管，但是长径比L/d100,会影响抗弯矩的能力，因此设计应考虑安全度。2. 上海金融中心有必要考虑 60%的浮力。3. 筏厚目前缺少4m以上数据，因此采用4.5m的筏厚比较安全。关于结构体系上海环球金融中心的基础形式为桩筏基础，其传力体系是有基础 决定的，该工程的原设计是桩基基础，新设计与原设计重量相仿，所 以新大楼仍可建于原基础之上，由于受到桩基基础的制约，因此新的 结构采用周边剪力墙，

9、交叉剪力墙，和翼墙组成的传力系统，以求将 筒剪力墙承受的荷载传递到主楼的四角。值得一提的是，在结构方面79 层以下采用钢筋混凝土剪力墙，79 层 以上采用了新型的结构体系巨型结构3.1 巨型结构 巨型结构的概念如图所示，为了抵抗侧向力，三个互相作用的结构部 件被引入：1) 巨型结构，包括巨柱，斜撑和环桁架2) 核心筒3) 伸臂桁架巨框架结构图由于建筑形式和已有基础承载力的限制，新的结构体系可以降低结构造价并且加快施工速度，KPF贝U合作在伸臂桁架层处设置空中大堂。 为了增加办公空间的品质，新的结构体系将原先17 根的宽柱改为巨 型角柱和三个窄柱，这样建筑可以提供给用户一个更加开放和视觉无 障碍

10、的空间。巨型结构在玻璃幕墙的里面，尤其在结构的低部，其巨 大的体量可以给人们一种强烈的安全感和力量感，而这种感觉正是建 筑师和业主希望大楼能具有的。1 巨型结构的斜撑从工程的观点看，就象图中所示的，斜撑是采用钢管混凝土，这样可 以增加构件的刚度和延性，还有阻尼。采用混凝土填充还是有一个好 处是在结构的顶部一般钢管比较薄，混凝土填充可以增加钢管的抗屈 曲能力。MUSICSCvhninbBdMWF2 巨型角柱 巨型角柱采用型钢混凝土组合柱，在柱与斜撑节点处，柱内的型钢需 要独立承担斜撑所传递的力，而在此节点的上下型钢尺寸则减小了， 此时型钢应能承受施工期间上部结构的荷载，当然型钢柱的构造必须 满足

11、中国规范的构造要求。柱截面如图所示，由于柱的尺寸巨大设计 中钢筋直径为50mm，并且四根钢筋捆在一团使用。结构鲁棒性（防连续倒塌）结构设计中重点考虑了结构的防连续倒塌设计，假如同时有一些构件 的破坏是否会引起整体结构的倒塌？实际设计中所有小的边缘柱（仅 承担竖向力）考虑去掉之后依然不会另结构楼面倒塌，并且环桁架的 失效也不会造成结构的倒塌，还有去掉核心筒内墙的型钢等假设的意 外事件不令结构出现倒塌风险。（参考 徐朔明、任永芳上海环球金融中心结构设计简析HiStruct上海环球金融中心设计介绍）个人观点：巨型结构应该是专门为了上海环球而量身打造的一种结构方式吧，毕 竟上海环球是超高层建筑，当时是

12、为了追求世界第一高而建的，为了 减少成本就必须要有高科技的投入。所以这种设计应该是为了减少建 筑的重量吧，主要是减小核心筒内混凝土墙的厚度，因此就需要减小 核心筒在侧向力作用下的厚度，结构优化的方向就是增加周边墙的刚 度，相应的减薄核心筒内墙的厚度。关于抗震未查到上海环球金融中心在抗震方面采用什么特别的技术，只查 到上海环球金融中心安装有摆式探测装置和一份关于上海环球金融 中心大厦结构抗震性能研究，上海制定的标准为抗烈度7 级的地震， 而上海环球金融中心最大可以承受8 级罕见地震，充分体现“小震不 坏，中震可修，大震不倒”的设防目标，而大一第三学期我参观了学 校的工程抗震研究所，大致了解的一些

13、关于抗震实验的步骤及原理。 以下是我概括的实验结果：1、7 度小震：未出现明显开裂现象，2 层与一层相交处，四角巨型柱 首先出现裂缝。2、7 度中震：裂缝未有明显的发展，结构构件还未屈服。3、7 度大震：结构构件出现普遍开裂现象。1 层巨型柱钢筋应力小，2 层钢筋型钢个别屈服，混凝土有些部位达到了极限压应变。 4、8 度大震：底部区域构件出现开裂，6 层巨型柱中混凝土已被压 碎，中部巨型斜撑中钢筋应力已达到屈服程度。所以我认为，上海环球的抗震还是做得很好的，能够抵抗比要求的标 准 更高一级的烈度，而能够抵抗这么强的烈度，我想是跟他的结构 有关吧（参考 邹呁、吕西林、钱江上海环球金融中心大厦结构

14、抗震性能研究吕西林、朱杰江、邹呁上海环球金融中心结构基于性态的抗震设计研究）关于抗风大楼在90楼（约395米）设置了两台风阻尼器，各重 150公吨，使用感应器测出建筑物遇风上海环球金融中心的风阻尼器的摇晃程度，及通过电脑计算以控制阻尼器移动的方向，减少大 楼由于强风而引起的摇晃，而预计这两台阻尼器也将成为世界最 高的自动控制阻尼器。可抗 12 级以上台风据悉，通过引入风阻尼器，将能使强风时加在建筑物上的加速度（重力）降低 40%左右。另外，风阻尼器也可以降低强震对建筑物，尤 其是建筑物顶部的冲击。另据了解，环球金融中心安装的风阻尼器的减振性能达到了日本 建筑学会关于建筑物振动的舒适性性能指标，这也是此类规模超高层 建筑的最高标准。据上海现代集团副总工程师王国俭介绍，按照我国标准，超高层建筑应具有每秒40米以上的抗风能力，这个风速超过了 12级台风。如果安装了风阻尼器，则对大楼的影响更小。个人观点：上海环球金融中心是首个使用风阻尼器的高层建筑，风阻尼器 的具体工作原理是一旦建筑物因强风产生的摇晃可以通过传感器传 至风阻尼器,此时风阻尼器的驱动装置会控制配重物的动作进而降低 建筑物的摇晃程度。例如：“如果强风从北面刮来，配重物就好比一个巨大的钟摆 摆向北面，使风阻尼器会产生一种与风向相反的力量，从而消 化建筑物的摇晃程度，并抵消强风对建筑物的影响。”这跟课上讲 过的在大