高银117大厦位于天津市高新区地块发展项目之中央商务区，为一幢写字楼为主附有酒店及相关设施的大型超高层建筑，总建筑面积约37万m²，建筑高度约为597m（至顶部停机坪），地上117层。结构高度587m，高宽比达到9.0，采用巨型支撑筒+钢筋混凝土核心筒的筒中筒抗侧力体系，是目前国内结构高度最高、高宽比最大的超高层建筑之一。（回复关键词【天津117】即可获取该项目结构设计的详细内容）

整体建筑效果图

结构典型平面布置图

本刊特别邀请天津117大厦项目的相关技术负责人从多种角度深度解读工程设计过程中的核心技术问题，以下为本刊精选出来的部分采访内容。

天津高银117大厦项目之方案和初步设计阶段

受访嘉宾：刘鹏，奥雅纳公司联席董事，奥雅纳北京公司结构负责人，天津高银117大厦项目方案和初步设计阶段结构设计负责人。

《转自：建筑结构-公众号》：对于一个总高度将近600m的超高层设计任务，结构体系的选型方面面临哪些挑战和困难？请结合本项目介绍，谈谈结构方案最终确定的各阶段性成果？

刘鹏：在较早阶段，结合本项目高宽比较大的特点，我们就已经意识到600m级的超高层建筑，如果满足相应的技术指标要求，需要在结构体系方面向含有巨型支撑的巨型框架体系演进。

在方案和初步设计早期，天津高银117大厦考虑的是含有人字支撑或菱形撑的巨型框架体系，因此形成了巨型结构加次框架的结构方案，即巨型柱仅布置于四角。在超限审查过程中，专家组提出了诸如要控制自振周期和最小初始剪重比的严格要求，要求结构整体刚度进一步提高。最终经过与业主及建筑师协调，除底部节间考虑建筑主入口的要求为人字支撑外，其余节间采用交叉撑的形式。因伸臂桁架对于提高结构整体刚度的作用不明显，最终予以取消。结构最终采用的多重结构抗侧力体系如下图所示，分别由钢筋混凝土核心筒、带有巨型支撑筒、巨型框架构成的周边结构构成了多道设防的结构体系。

多重抗侧力体系示意图

由于建筑方面弱化交叉支撑的视觉效果要求，设计中采取了将斜撑与周边次框架在平面上错开的方案，两者相对独立，见下图。

巨型框架与巨型支撑连接空间示意（双层桁架）

《转自：建筑结构-公众号》：本项目在专家论证和超限审查阶段，应当与各方均有充分的技术交流与协调，能介绍一下这方面的信息吗？

刘鹏：本项目在正式通过审查前，在方案和初步设计阶段共组织了4次抗震专家研讨会和风工程专项审查会议，，期间全国以及天津市组成的超限审查专家组对本工程先后提出了60多条主要意见和建议，绝大部分意见融入了最终的设计中。各方主要探讨的部分内容经专家审议后如下：

（1）加速度反应谱6s后超长周期段的选取问题：由于本工程自振周期达约9s，可将规范反应谱第二衰减段沿同样斜率延伸。

（2）位移反应谱对于高柔转自：建筑结构-公众号应用可行性问题：由于位移反应谱理论和工程实践发展还不成熟且暂无成熟软件进行分析和支持，仍然采用现行加速度反应谱和两阶段动力时程的方法进行抗震分析。

（3）高强混凝土在超高层建筑中应用问题：本工程所采用的混凝土强度等级，考虑延性要求，对于核心筒剪力墙不应超过C60，巨型混凝土柱不应高于C70。

（4）最小初始剪重比的控制和地震作用的调整问题等：初始剪重比不能小于规范限值的85%，结构的内力和变形均需要根据规范最小剪重比要求进行相应放大调整。

《转自：建筑结构-公众号》：巨型柱截面选型是结构方案确定非常重要的一个环节，最终选择六边形多腔体的钢管混凝土组合柱的截面形式，其优点体现在何处？

刘鹏：本工程底部构件截面45m2的六边形多腔体钢管混凝土巨型柱是综合平衡了建筑造型、建筑布局、结构整体刚度、构件受力性能、节点连接、工程造价、制作加工、施工可行性等各方面的要求，最终形成的设计。

底部典型楼层巨型角柱截面构造示意图

该构造形式使构件和整体结构延性性能明显改善，耗能能力大大提高，具有优越的抗震性能。此外，钢管柱构件自成模板，便于施工，且可加快施工进度。

巨型柱位于结构四角，各区段均需要分别与两侧的转换桁架和巨型支撑相连接，考虑其节点连接的客观要求，形成了六边形的轮廓及尺寸。此外由于钢管混凝土柱截面巨大，在内部分成若干个腔体，配合内部钢筋暗柱可以有效增强对内部混凝土的约束，同时提供对外包钢板的面外约束改变其屈曲模态，避免局部失稳。

天津高银117大厦项目之结构设计顾问

受访嘉宾：李盛勇，广州容柏生转自：建筑结构-公众号设计事务所总经理，执行合伙人，副总工程师。

《转自：建筑结构-公众号》：在结构方案阶段，从结构设计顾问的角度，您们提出了哪些意见协助方案的最终确定?

李盛勇：在工程的方案阶段，我们主要提出了如下三项关键意见并得到实施：

（1）结构由初期的密柱框筒体系改为巨型结构体系，次结构柱不落地，使结构自重减轻了约10%。在后期风洞试验完成后，发现结构位移最终是由地震作用控制，重量更轻的巨型结构对控制各项整体指标非常有利。

原方案所采用的密柱框筒结构平面

（2）立面巨型斜撑与腰桁架分离，巨型斜撑另加水平杆平衡，实现竖向承重体系与抗侧力体系分离。后期大震弹塑性分析和振动台试验发现巨型斜撑将会无法避免地出现屈服，但由于其与腰桁架分离，对安全影响很小，结构体系和构件截面无需调整。

（3）确定桩基础采用桩长120m的超长群桩基础，并推动业主在方案初期就展开了多根破坏性压桩试验。天津高银117工程最终采用了900根超长桩，为国内之最。该基础形式能顺利通过审查并施工完成，与很早就展开的基础专项研究及试桩试验中所积累的经验密不可分。

RBS建议的“巨型柱+次结构柱”结构平面

巨型斜撑与腰桁架分离示意图

《转自：建筑结构-公众号》：天津高银117工程，从方案阶段一直到施工图设计，贵方提出哪些意见得到设计单位认可，并予以采纳？

李盛勇：工程的顾问工作是到超限通过时为止的，与ARUP公司的配合非常愉快。如前所述，由于方案阶段整个设计团队在采用巨型结构、斜撑与腰桁架分离、超长群桩基础等关键问题上达成了共识，之后的推进也非常顺利，我们提出的绝大部分顾问意见都得到了ARUP公司的配合。整个初步设计阶段出现的唯一一次较大改动，是将立面斜撑形式由人字撑改为交叉斜撑，提高了抗侧体系的效率，这也是我们与ARUP公司共同说服业主的成果。

方案阶段采用的立面人字撑 最终采用的立面交叉斜撑

天津高银117大厦项目之施工图及基础设计

受访嘉宾：包联进，华东建筑设计研究总院结构副总工程师，天津高银117大厦项目结构专业负责人。

《转自：建筑结构-公众号》：由于高度超高，在考虑基础埋设方面是如何兼顾安全和经济的？

包联进：按照国内现行规范按要求，采用桩基础时，基础埋深可取房屋高度的1/18。高银117塔楼高度接近600m，按照规范要求基础埋深至少大于33m。天津地区为软土地基，33m的基础埋深其基坑支护施工费用是相当大的，且土方工程很大，基础施工周期大大加长。由于高银117项目地下室范围很大，单层面积达到10万m2，目前地下四层（含地下一夹层）的设置已满足建筑功能要求。因此从建筑功能角度来看，基础埋深不必太深；另外结构设计通过采取合理的桩基布置，控制基础底面的零应力区等措施，最终确定结构基础埋深为26.4m，为建筑高度的1/22.6，超过规范限值。当然，我们理解规范要求的值也是根据以往工程经验的建议值，我们通过计算分析，基础的抗倾覆和抗滑移验算均满足规范要求，基础埋深可以适当放松要求。表1罗列的国内外超高层建筑基础埋深大都突破了我们国家规范建议值，也是我们设计可以借鉴的。

超高层项目基础埋深统计 表1

《转自：建筑结构-公众号》：在桩型选择方面，是如何考虑的？

包联进：概念设计阶段曾对三种桩型方案：灌注桩、钢管桩以及矩形桩进行了研究。从设计、审批、施工可行性以及经济性等几个方面综合考虑，决定采用灌注桩方案。在超高层建筑基础设计中，桩型选择、配筋构造以及布桩方式应综合考虑场地地质状况、上部荷载需求、施工可行性以及结构造价因素，慎重确定。

《转自：建筑结构-公众号》：巨型柱柱脚的合理设计也是非常重要的一个方面，基于柱底轴力和柱脚尺寸均非常巨大，在该方面的设计工作是如何考虑的？

包联进：结合工程受力特点以及巨型柱的截面类型，巨柱柱脚节点需要量身定制般的构造。本工程采用露出式柱脚构造（下图），辅以高强锚栓系统承担大震下的拉力，利用抗剪键抵抗水平剪力，是基于以下几点考虑：

1）高强锚栓系统（φ75，屈服强度1080kN/m2）具有抗拉强度高，与筏板纵筋冲突少、方便施工的特点；2）地下室范围巨柱与翼墙连接，巨柱的内力已有效扩散至筏板；3）巨柱柱脚的弯矩、剪力与轴力相比，承载力要求较低；4）巨柱为多腔钢管混凝土，钢柱脚底板可采用环板构造，巨大的轴向压力可通过混凝土直接传递至筏板；5）露出式柱脚可充分利用筏板厚度，提高筏板抗冲切承载力；6）如采用埋入式，巨柱柱脚不可避免与筏板的顶面纵筋冲突，筏板钢筋有较大削弱，钢柱安装定位需要额外固定措施，给土建和钢构施工均带来难度；7）延长钢结构加工制作周期。钢柱可延迟至筏板混凝土养护结束时进场，增加近3个月的加工周期。

巨柱柱脚节点

本工程巨柱柱脚构造设计充分考虑了巨柱的受力特点、翼墙的作用以及筏板的施工可行性，给施工带来极大便利。北京CBD地区Z15中国尊项目也参考了高银117塔楼巨柱柱脚节点构造，基本采用了类似的柱脚构造。

天津高银117大厦项目之钢结构加工

受访嘉宾：吕黄兵，中建钢构公司，高级工程师，一级建造师，天津高银117大厦项目钢结构技术负责人。

《转自：建筑结构-公众号》：考虑钢结构构件加工、运输和吊装能力的限制，对超大尺寸的构件需要考虑分段施工，针对本工程是如何考虑的？

吕黄兵：对于117项目的构件，我们充分发挥了制作、施工一体化的优势，综合考虑原材料钢板的尺寸、制作加工的工艺要求、长途公路运输的限制和现场的场地吊装能力要求等一系列因素制定分段方案。坚持在满足制作和运输的限制条件下，最大可能地减少现场拼接焊接量的原则，提高了现场的施工效率，也更有利于工程质量的控制。

地下室巨柱效果图

地下室巨柱分段示意图

《转自：建筑结构-公众号》：项目巨型柱尺寸超大，国内罕见，单个巨型柱制作需要分为多个单元，制定合理的预拼装流程至关重要，介绍一下这方面的工作？

吕黄兵：117项目的多腔体巨型柱和带状桁架的构件都属于这种复杂构件，都在构件出厂前进行了实体预拼装，此外还对预拼技术进行了计算机三维模拟。捕捉构件的主要坐标点建立三维模型，在模型中进行预拼，核查构件接口的精度。预拼装发现的问题，在制作厂中修改后再运至现场，保证了现场的顺利施工。

带状桁架预拼装

《转自：建筑结构-公众号》：工程底部人字撑采用了屈曲约束支撑，此类型支撑在加工制作方面有何特殊要求？

吕黄兵：117项目使用的支撑单根最大长度为53m，单根重量为220t，最大承载力为36000kN，是目前超高层房建领域使用的最大的屈曲约束支撑。

由于117项目的支撑尺寸巨大，必须要现场拼接焊接，从而带来了一般钢构件安装所没有的难度。比如说由于屈曲约束支撑内、外筒分离的特点，必须要在接口位置设置约束措施，才能避免现场吊装过程中内、外筒脱开。并且，为了保证支撑内、外筒可以滑动，支撑本体内壁必须尽量光滑，所以本体的成形焊方面也考虑使用部分熔透的焊缝。这些针对超大尺寸屈曲约束支撑安装的特殊需要，有一些是未曾预料到的。我们也是在实际施工中不断遇到并不断攻克的，也都形成了成套的总结和工法，可为类似工程的施工提供借鉴和参考。

屈曲约束支撑

《转自：建筑结构-公众号》：本工程核心筒区域采用了钢板剪力墙，钢板板厚达到70mm，且钢材材质要求为Q345GJC-Z25，在制作加工上存在哪些重点和难点？

吕黄兵：117项目的钢板墙全部为单层钢板墙，单层钢板墙最大的问题就是侧向刚度非常弱。无论是加工制作还是现场安装，防止钢板墙的侧向变形，保证直线度都是钢板墙安装和制作的重点和难点。

在制作时我们使用定型的组拼胎架来保证钢板墙的精度，而在现场也采用大量的平面支撑来约束钢板墙的侧向变形。

钢板墙水平支撑设置

更多内容详见2014年4月《转自：建筑结构-公众号•技术通讯》，目录如下：

（以上为本刊编辑整理。欢迎分享到朋友圈，转载务请注明“转自《转自：建筑结构-公众号》杂志微信”，违者必究。）

==============================

《转自：建筑结构-公众号》杂志社：

（1）第四届转自：建筑结构-公众号抗震技术国际会议，时间：2014年9月25~27日，地点：南京；

（2）转自：建筑结构-公众号与岩土工程跨界技术交流会，时间：2014年10月23~25日，地点：北京；

（3）复杂高层与超高层结构设计高级研修班——天津高银117大厦站，时间：2014年10月30~11月1日，地点：天津。

以上活动详情请访问《转自：建筑结构-公众号》官网：www.buildingstructure.cn查询。

也可点击左下方“转自：建筑结构-公众号”或返回微信首页点击下方“最新活动”查询。

==============================

【回复关键词可得到分类微信】

如 果您想得到某类微信，只需点击手机左上角“返回”按钮，在对话框中输入相应的关键词即可，关键词包括：“幕墙”、“超高层”、“钢结构”、“空间结构”、 “核心筒”、“火车站”、“体育场”、“抗震”、 “隔震”、“减震”、“混凝土"、“周末开心一刻”、“订阅”、“投稿”、“广告”、“培训”等，我们也会根据您回复的新关键词及时对相关信息分类。

【如何查看历史文章？】

请点击右上角图标，进入“查看公众号”。

点击右上角即可“分享到朋友圈”或“发送给朋友”；点击标题下蓝色字转自：建筑结构-公众号即可关注我们，享受每天一条专业资讯深度解读。（转自：建筑结构-公众号微信粉丝已超80000）

==============================

现2014年征订已开始，全年24期，15元/期，总计360元。可在《转自：建筑结构-公众号》官网：www.buildingstructure.cn支付宝订阅或垂询010-57368777。

==============================

微信推广请联系：010-57368783