上海中心大厦结构分析

上海中心大厦结构分析

经过两年的准备，上海中心大厦于2008年11月29日正式落成。工程位于陆家嘴金融中心Z3-1、Z3-2地块,北侧为花园石桥路,与金茂大厦相邻;东侧为东泰路,又与上海环球中心紧邻;西侧为银城中路,南侧为陆家嘴环路(图1),占地面积30370m2,总建筑面积约57万m2。建筑顶部的高度约632m,建成后将成为上海乃至全国最高的摩天大楼,与金茂大厦和环球金融中心共同形成“品”字形超高层建筑群,亦将成为上海新的标志性建筑(图2)。上海中心大厦由上海市城市建设投资开发总公司、上海浦东陆家嘴股份公司、上海建工集团总公司三方联合投资兴建,美国Gensler建筑事务所负责建筑设计,结构设计单位为ThorntonTomasetti建筑工程设计咨询有限公司,机电设计单位为Cosentini设计公司,同济大学建筑设计研究院负责施工图设计,现代设计集团为设计管理单位,测量师为利比建筑工料测量师有限公司,勘察单位为上海岩土工程勘察设计研究院有限公司,监理单位为上海建科建设监理咨询有限公司,目前的主楼桩基施工单位为上海建工集团总公司。按照目前的设计方案,地上121层、结构高度达580m、塔楼顶部高度632m、地下5层、地下室深度达31m、地下建筑面积17万m2、地上建筑面积40万m2,总建筑面积约57万m2。该建筑设计上采用双层玻璃幕墙,是世界上第一栋真正的双层表皮超高层建筑,其外层设计为一个形态柔和、垂直螺旋式上升的幕墙体系,大楼缓缓向天空延伸,以一种优雅的姿态从地面舞向天际。从低到高又分隔成多个功能分区,就像一个垂直状分布的城市:地下室为停车库;裙楼部分为商业、娱乐和大型会议厅;塔楼部分为办公、精品办公、豪华酒店;顶部为观光体验区,是集餐饮、娱乐、商业、办公、酒店于一体的高等级综合性大厦。也是以“生态、环保、安全、节约”为理念,确保达到国内绿色三星级标准和美国LEED金级标准绿色超高层建筑的引领之作。作为中国第一高楼,建设方与设计方都纷纷强调,“上海中心”不只是追求高度,它更融入了众多创新元素。1绿色建筑系统解决方案以“可持续发展”为设计理念的“上海中心”,力求把对环境的影响降到最低,达到保护自然生态环境、改善区域城市环境、营造健康室内环境的建筑目标。针对超高层建筑的设计、建设和运营特点,“上海中心”通过可持续场地规划、综合节能和新能源利用、节水和雨污水回用、节材与材料利用和最低室内空气污染物控制等绿色建筑系统解决方案的实施,实现建筑在全寿命周期中的高效运行,将成为全国乃至世界上人口密集超大城市建设超高层绿色建筑的典范。主要的技术指标包括:室内环境达标率100%;综合节能率大于60%;有效利用建筑雨污水资源,实现非传统水源利用率不低于40%;可再循环材料利用率超过10%;实现绿色施工;实现建筑节能减排目标。据悉,目前已落实了建筑群风环境CFD模拟评价技术、地下空间综合利用技术、综合节能模拟优化技术等14项技术。此外,“上海中心”的造型也极大程度地满足了节能的需要。它摆脱了高层建筑传统的外部结构框架,以旋转、不对称的外部立面使风载降低24%,减少大楼结构的风力负荷,节省了工程造价。同时,与传统的直线型建筑相比,“上海中心”的内部圆形立面使其眩光度降低了14%,且减少了对能源的消耗。2城市功能的完善根据规划,建成后的“上海中心”将与上海金茂大厦、环球金融中心等组成和谐的超高层建筑群,形成小陆家嘴中心区新的天际线。为此,“上海中心”本着和谐的设计理念,不追求建筑高度上的“第一”,而是从协调与周边地区的整体风貌角度出发,通过对陆家嘴地区天际轮廓线、城市公共空间景观等方面的分析,进行综合考虑,进一步优化城市形态,完善区域功能。其中,尤以“上海中心”、金茂大厦与环球金融中心组成的“品”字形的和谐位置最受关注。据介绍,在选择设计方案之初,就考虑到与另两座建筑造型的协调,为此,由Gensler公司设计的螺旋型方案在众多设计中脱颖而出。螺旋象征着和谐,大厦的造型不仅反映出中国和世界、和广阔时空的连接,在螺旋中凸现的三角形也表达了和金茂大厦、环球金融中心的和谐共处。除了造型上的和谐,三座建筑的地下也将融为一体。“上海中心”将从地下连接相邻的大厦和相关的地铁线路。据了解,与“上海中心”的地下空间开发建设同步,未来,金茂大厦位于花园石桥路下方、环球金融中心位于东泰路下方的地下空间,以及正在建设中的轨交14号线车站,都可以通过地下通道得以连接,实现真正意义上的互通,从而减少地上人流,改善陆家嘴地区地面交通拥堵的状况。3空间的生物气候区“内外”的区别“上海中心”内部由九个圆柱形建筑结构彼此叠加,其间形成九个垂直空间,每一个空间构成一个完整的社区,九个社区又组成了一个“垂直的城市”。大厦双层表皮的内层覆盖了垂直的内部建筑,而三角形外幕墙则形成第二层表皮,由此,外立面和内立面之间的空间形成了空中中庭。在传统城市中,广场是人们聚集的主要场所,这九个空中中庭就提供了这样的空间。这些空间也形成了独立的生物气候区,可以改善大厦内的空气质量,降低“烟囱效应”,同时可以提高室内的热性能,创造宜人的休息环境。公共活动楼层也可以减少大厦用户上下楼梯的次数。4逆序带设计施工一体化新范式由于“上海中心大厦”独特的造型和其所处的地理环境,上海中心的建造技术亦将令世界瞩目,除了超级基坑而外,其上部螺旋状的结构和双层玻璃墙都是国内首次、世上无双,也给我国施工界带来了前所未有的难题。目前,在各方协同下,大致的施工方案已经草就,各项专题研究亦已同步进行。除了结构上采用钢筋混凝土核心筒外加超级巨型柱和多道外伸臂架结构体系外,基础将采用筏板加桩基的形式。特别是:根据场地的地质勘察报告,并结合现场前期进行的桩型试验,塔楼承压区将选用φ1000mm,86m深的超长钻孔灌注桩(加桩端后注浆工艺),设计承载力可达到10000kN以上