8月3日上午，随着大厦主体结构最后一根钢梁吊装就位，目前国内在建最高楼——“上海中心”实现主体结构封顶。

上海中心大厦位于银城中路501号，与金茂大厦、环球金融中心共同组成一组三角的“品”字型关系的建筑群。上海中心大厦地上可容许建筑面积大约38万m²，地下层面积约14.3万m²。工程主要包括以下几个组成部分：1）一幢超高层塔楼建筑，塔楼地上124层，建筑高度632m，结构屋顶高度约580m。2）一幢七层高的裙房建筑，地上建筑面积约为24600m²。3）一个五层地下室建筑，用作零售、泊车、保养和机电功能。

一、主体结构

上海中心大厦塔楼采用了“巨型框架–核心筒–伸臂桁架”抗侧力结构体系。该结构体系由以下几部分组成：

（1）巨型框架结构由8根巨型柱、4根角柱以及8道位于设备层的两层高箱形空间环带桁架组成，巨型柱和角柱均采用型钢混凝土柱。

（2）核心筒为钢筋混凝土结构，截面平面形式根据建筑功能布置由低区的方形逐渐过渡到高区的十字形，在地下室以及1~2区核心筒翼墙和腹墙中设置钢板，形成了钢板组合剪力墙结构。

（3）沿塔楼竖向共布置6道伸臂桁架，分别位于2，4~8区的加强层。伸臂桁架在加强层处贯穿核心筒的腹墙，并与两侧的巨型柱连接起来，增加了巨型框架在总体抗倾覆力矩中所占的比例。

在竖向荷载传递方面，每道加强层处的环带桁架将周边次框架柱的重力荷载传递到巨型柱和角柱上。另外，在每个加强层的上部设备层内，设置了多道沿辐射状布置的径向桁架，径向桁架一方面承担了设备层内机电设备以及每区休闲层的竖向荷载，同时，在外部悬挑端，通过拉索悬挂起下部每个区的外部玻璃幕墙。

上海中心大厦结构体系构成1

上海中心大厦结构体系组成2

上海中心大厦竖向功能分区

上海中心大厦平面和局部剖面图

二、型钢混凝土巨型柱

巨型柱是上海中心结构体系中的重要组成部分，其自身受力性态关系到整个塔楼的竖向荷载和水平荷载的传递以及塔楼刚度控制。《组合结构构件在上海中心大厦中的应用与研究》（《转自：建筑结构-公众号》2011年12期，作者：丁洁民，巢斯，吴宏磊，何志军，赵昕）对上海中心巨型柱截面选型、承载力性能、构件延性作了详细分析与研究。

巨柱钢骨截面图

巨型柱屈曲分析

巨型柱承载力分析

上海中心大厦组合柱有限元模型

三、建筑幕墙设计

上海中心大厦采用了非常独特的双层幕墙系统，其内幕墙沿着楼板边界呈圆柱形布置。外幕墙的平面形状为一个倒角等边三角形，沿高度旋转收缩上升形成了外幕墙非线性的曲面造型。整个外幕墙，从底到顶经过120°的旋转上升，创造了形态柔和、螺旋上升的椎体建筑形态，赋予了整个塔楼一个非常独特标志性造型和外部立面。风洞试验结果表明，该建筑形态相比体量相近的棱锥形态的塔楼, 其承担的风荷载减小了约25%。

典型幕墙剖面透视图

鉴于幕墙几何形态的复杂性，方案阶段就对幕墙的板块构造进行方案优选，最终采用了层层退台的直立阶梯式单元式幕墙系统，该系统兼顾了建筑效果、幕墙的功能以及构造安装的可操作性。

幕墙系统与主结构关系

（1）外幕墙支撑结构体系选型与设计

由于上海中心大厦外幕墙几何形态复杂，分区体量超大且远离主体结构，如何设计幕墙支撑结构使得幕墙效果美观、视觉通透是幕墙支撑系统的设计的关键。在幕墙支撑体系的方案比选阶段，曾提出了刚性三向网格支撑方案，该方案的优点是结构变形小，施工难度较低，但是该方案构件截面及节点巨大，严重影响建筑效果且用钢量较大。

幕墙三向斜交网格方案

为适应扭曲上升的外幕墙几何形态，同时满足建筑师对外幕墙视觉通透性的要求，外幕墙支撑结构最终采用了由“吊杆–环梁–径向支撑”组成的分区悬挂的柔性悬挂式幕墙支撑结构。该结构具有传力路径简洁、结构与幕墙几何形态吻合度高、视觉阻碍小等优点。

幕墙支撑结构体系构成

（2）幕墙与主体结构的连接构造

由于幕墙系统与主体结构之间会产生较大的竖向相对变形差，如果幕墙支撑与主体结构的连接有关构造不能吸收或释放这些变形，将导致幕墙支撑结构产生附加内力、幕墙板块因与主体结构发生碰撞而破碎。为此在幕墙支撑结构与主体结构间连接采用了比较特殊构造，这些构造主要有下述3类。

（a）径向支撑与楼板连接构造

径向支撑与楼板的连接构造分为两类。一类径向支撑较长，支撑线刚度小，对其两端竖向位移差不是特别敏感，这类径向支撑与主体结构的连接采用了铰接构造以吸收环梁与楼面的竖向位移差。另一类径向支撑较短，且外端与曲梁刚接，弯曲线刚度大，对其两端的位移差非常敏感，较小的位移就将导致支撑产生很大的弯矩，这类径向支撑与主体结构的连接采用了滑动连接构造，该构造可相对楼面竖向滑动，从而消除支撑两端的位移差。

径向支撑铰接构造

短支撑滑动节点

（b）限位约束滑动构造

在环梁对应楼层设置箱形限位牛腿，环梁箱形牛腿伸入楼面限位牛腿中，并在环梁牛腿与楼面限位牛腿间设置滑板，以便环梁相对楼面上下、前后滑动，而在环向约束环梁的位移。

限位支座

（c）底环梁竖向伸缩节点

每区最下方的环梁与楼面结构连接节点采用了竖向伸缩节点。该节点连接即能为环梁提供侧向约束防止环梁在环向和径向产生较大变形，又能允许环梁与主楼之间相对自由滑动，防止底层玻璃板块和吊杆受压。为了防止环梁因温度作用引起的膨胀或收缩阻碍竖向伸缩节点滑动，同时在底环梁中设置了伸缩缝以释放环梁的环向温度应力。

竖向伸缩节点

小编特意整理了本刊已发表的关于“上海中心”的文章，供广大结构工程师选读，具体如下：

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