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“平安夜里读平安”——中国在建第一高楼平安金融中心成长记

12月19日凌晨,由中国建筑一局(集团)有限公司总承包、中建钢构有限公司承担钢结构安装的中国第一高楼660m的深圳平安金融中心建筑标高已至300.35m,全面突破300m大关,该工程5月份突破百米,9月份突破200m,从200m到300m,项目部仅耗时85天,提前15天履约工期,意味着速度达到4天一个结构层,远超同期上海中心7天一层的施工速度(来源:深圳商报)。

这里给出平安大厦的第一手结构设计资料,也算是给小伙伴们平安夜的礼物——“平安夜里读平安”,哈哈,实在是太有意义了!

1 工程概况

平安金融中心项目位于深圳市福田中心区,总用地面积18931.74 m2,总建筑面积460665.0m2,建筑基底面积12305.63m2。塔楼地上118层,标准层层高4.5m,塔尖高度为660m,主体结构屋盖高度为588m,主体顶层楼面高度为554.5m,建筑面积约319416 m2;商业裙楼地上11层,高度约53m,建筑面积约49785 m2;扩大地下室5层,深28m,柱网9m×9m,建筑面积约81035 m2,总建筑面积约45万m2。建筑功能为办公、交易、会议、商业、观光及餐饮。建筑设计由美国KPF建筑师担纲,结构设计由美国TT(Thornton Tomasetti,Inc.)与CCDI(悉地国际设计顾问有限公司)联合承担。建筑效果图见图1。

图1 建筑效果图

2 结构方案选择

设计过程中采用了3种方案(图2)增大巨型框架所承担的剪力:1)将8根巨型柱从底到顶倾斜(方案1);2)在带状桁架间设置单斜撑(方案2);3)在带状桁架间设置X形支撑(方案3)。采用上述方法均能有效地提高巨型框架承担的剪力,经各专业协调最终采用在带状桁架间设置单斜撑的方案2。

图2 巨型框架承担剪力方案图

3 基础设计

塔楼部分采用人工挖孔桩及筏板作为基础。外围巨柱采用一柱一桩的大直径人工挖孔桩,柱身直径8.4m,扩底直径9.5m,桩长10~32m,共计8根;核心筒墙体交点处布置大直径人工挖孔桩,柱身直径5.7m,扩底直径7.0m,桩长12~35m,共计16根。桩端均置于微风化花岗岩层,筏板承台厚4.5m。扩大地下室及上部11层裙房采用抗拔桩,桩径1.4~2m,扩底直径1.8~3.5m,桩长平均值L=17m,桩端嵌固于中微风化花岗岩层,共布置207根承压抗拔桩。底板厚1m,承台厚2m。基础平面图及塔楼桩基平面布置如图3所示。

(a)基础平面图

(b)塔楼桩基平面布置

图3 基础平面图及塔楼桩基平面布置

4塔楼结构构成

塔楼结构采用巨型钢斜撑外框架+劲性钢筋混凝土核心筒+伸臂钢桁架结构+空间带状桁架+角部V形撑体系,如图4所示,标准层结构平面如图5所示。

图4 塔楼结构构成示意图

图5 标准层平面图

4.1 内筒

内筒为型钢-钢筋混凝土筒体,墙体洞边及角部埋设型钢柱。地下层5~地上层12采用内置钢板剪力墙,周边设置型钢柱、型钢梁约束,如图6,7所示。局部楼层受力较大的连梁内设窄翼型钢梁。型钢柱及墙体内钢板延伸落入承台。

图6 内筒平面布置图

图7 钢板与型钢梁、柱关系

4.2 外框结构

外框结构主要由8根巨柱、7道空间带状桁架、7道平面角桁架、巨型钢斜撑和角部V形撑及各层由带状桁架分层支托的框架柱、梁组成。巨柱采用型钢混凝土,混凝土强度等级从底部到顶部由C70渐变至C50,钢材等级为Q345GJ,平面基本为长方形,如图8所示。巨柱底部的尺寸约为6.5m×3.2m,顶部逐渐减小至2.0m×2.0m。

图8 巨柱

4.3 外伸臂

沿塔楼全高设置四道钢桁架外伸臂,1,3,5区设备层设置两层高外伸臂,6区设备层设置一层高外伸臂,见图9。外伸臂与内埋于核心筒角部的钢柱相连。外伸臂弦杆贯穿核心筒,同时墙体两侧设置X形斜撑腹杆。外伸臂沿竖向布置及其构成三维示意见图10,11。

图9 空间带状桁架、平面角桁架、巨型钢斜撑和V 形支撑构成三维示意

图10 伸臂立面

图11 两层高伸臂三维示意

4.4 楼盖

采用组合楼盖体系,由型钢梁、混凝土楼板构成,连接内筒与巨柱的型钢梁两端刚接,其余型钢梁两端铰接,梁顶面设有剪力键。

4.5 首层嵌固措施

为满足首层嵌固条件,地下室顶板设置2 000mm×1800mm(宽×高)的型钢梁,如图12所示,连接巨柱、内筒及地下室墙体。

图12 地下室顶板型钢梁示意

4.6 塔尖

塔尖坐落于层115,并由1根天线及其支承结构组成。天线杆长52.6m,支座结构由天线钢支座、擦窗机支承结构和塔尖支承结构3个部分组成。塔尖结构立面如图13所示。天线钢支座的底部平面尺寸为11.7m×11.7m,顶部平面尺寸为3.5573m×3.5573m。

图13 塔尖结构立面图

更多内容详见《转自:建筑结构-公众号》杂志20124期(4月)文章:《平安金融中心结构设计研究综述》,作者:傅学怡,吴国勤,黄用军,杨先桥,余卫江,江化冰,单位:中建国际设计顾问有限公司;或请期待《转自:建筑结构-公众号》2014年第3期(2月上)文章:《平安金融中心工程结构设计与研究》,作者:黄用军,何远明,彭肇才,何俊,刘伟峰,巩文君,孙素文,刘耀南,单位:悉地国际设计顾问(深圳)有限公司(原中建国际)。

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作者: ganggouren

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