2019第四届超高层建筑论坛：深圳恒大中心结构设计与思考（62页）.pdf

1、深圳恒大中心结构设计与思考 Structural Design And Thinking of Shenzhen Evergrande Center 周建龙 江晓峰 2019/10/31 深圳恒大中心项目 主要内容 Contents 1. 建筑方案不结构体系Architectural Design & Structural System 2.核心筒设计Design of Core Tube 3.巨柱设计Design of Mega-Column 4.环带桁架设计Design of Bent Trusses 5.大跨度楼面设计Design of Large-span joist 6.地基基础设计

2、Design of Foundation 7.主要与题分析Main Analyses for Special Topics 8.总结Conclusions 深圳恒大中心项目 项目位置Location of Building 项目地处深圳超级总部基地的核心位置，紧邻中轴绿地，不西侧规划超高层遥相呼应，是天际线的制高点和城市形象门户 1. 1. 建筑方案与结构体系建筑方案与结构体系Architectural Design & Structural System 项目位置深圳超级总部基地规划不项目位置 深圳恒大中心项目1. 1. 建筑方案与结构体系建筑方案与结构体系 Architectural De

3、sign & Structural System 塔楼+裙房+地下室 建筑外立面形态变化 建筑平面形态变化（各方案尺寸有所变化） 建筑设计理念Architectural Conception 天圆地方：底部方正、顶部圆润，展示传统而又多元的城市形象 建筑立面按照幕墙收分进一步分割，使建筑形象更加挺拔有力，也有利于抗风设计 深圳恒大中心项目 建筑设计理念Architectural Conception 天圆地方：底部方正、顶部圆润，展示传统而又多元的城市形象 建筑立面按照幕墙收分进一步分割，使建筑形象更加挺拔有力 1. 1. 建筑方案与结构体系建筑方案与结构体系Architectural Des

4、ign & Structural System 建筑效果图建筑效果图建筑幕墙不结构骨架（各方案有所变化） 深圳恒大中心项目 建筑高度演变Evolution of Buildings Height 中标方案建筑高度538m 因航空限高等因素，建筑高度从538m到400m多次调整，但建筑面积保持丌变，建筑形体发生较大变化 1. 1. 建筑方案与结构体系建筑方案与结构体系Architectural Design & Structural System 建筑高度538m建筑高度400m 深圳恒大中心项目 建筑参数Architectural Parameters 建筑单体 ：塔楼+裙房 建筑高度 ：40

5、0m 楼层数量 ：71层 建筑面积 ：220,000 m2 建筑功能 ：办公 Office 底层平面 ：62m x 62m 底层核心筒：34.9m x 27.15m 结构高宽比：6.24 核心筒高宽比：X向11.1、Y向14.3 首层建筑平面图 Ground Floor Plan 建筑剖面图 Elevation 1. 1. 建筑方案与结构体系建筑方案与结构体系Architectural Design & Structural System 深圳恒大中心项目 结构体系选型 Selection of Structural System 追求开阔的建筑视野，外框采用巨柱形式，且丌得设置斜向支撑 中部

6、偏置及偏心收进的核心筒，构成框架-核心筒体系 利用避难层/设备层，设置环带桁架/伸臂桁架等加强层 对结构体系进行选型和多方案论证，鉴于风荷载大、舒适度要求高， 混合结构具有更好的适用性 建筑高度从538m调至400m，保留了原有的建筑形态不结构形式 完整结构主体承重+抗侧力结构核心筒巨柱+环带+伸臂 体系选型 外框梁 &楼面 外框柱核心筒 混合 结构 钢结构 型钢柱SRC/钢管柱 CFT 钢筋&型钢混凝土 SRC密柱框筒+支撑/减振系统 混凝土 结构 混凝土型钢柱SRC 钢筋&型钢混凝土 框筒，增设支撑/阻尼 钢结构钢结构钢管柱CFTCFT密柱钢梁+钢支撑/减振系统 1. 1. 建筑方案与结构

7、体系建筑方案与结构体系Architectural Design & Structural System 结构体系选型不多方案论证 深圳恒大中心项目 结构布置不限制条件 Structural Arrangement and Limitations 核心筒 非典型超高层核心筒布置形式 巨柱 复杂异形截面，倾斜巨柱 加强层 建筑消防规范升版：避难层数量增加至8个，层高压缩至5.1m仅同标准层 环带桁架：在第一至第七避难层共设置7道单层环带桁架 巨柱体系下环带桁架兼作转换桁架 伸臂桁架：业主提出快速施工要求，采用 “ 多环带、少伸臂 ” 设计策略 在第四避难层设置一道单层的伸臂桁架 1. 1. 建筑方

8、案与结构体系建筑方案与结构体系Architectural Design & Structural System 深圳恒大中心项目 主要结构参数 Main Structural Parameters 动力特性： T1=7.32s T2=6.90s T3=5.09s 层间位移角 小震 ：1/898（刚性楼板） 1/791（加强层弹性楼板） 50y风：1/533（刚性楼板） 1/442（加强层弹性楼板） 结构设计由风荷载控制，风荷载不中震相当， Y向风荷载比X向大约20% 1. 1. 建筑方案与结构体系建筑方案与结构体系Architectural Design & Structural System

9、 层间位移角（小震）层间位移角（50y风） 深圳恒大中心项目 X X向和向和Y Y向的基底剪力均在向的基底剪力均在240240 风向角下达到最大风向角下达到最大 深圳恒大中心项目 核心筒侧立面 高匙中匙低匙 项目特点一 Characteristics of Structural Design 核心筒低匙偏置，中匙 &高匙偏心收进 核心筒偏心对扭转变形、竖向荷载下的倾覆不侧向变形等影响 核心筒偏心收进引起长短伸臂、大跨度楼面等特殊问题 核心筒偏心的控制不设计措施 VIP匙 1. 1. 建筑方案与结构体系建筑方案与结构体系Architectural Design & Structural Syst

10、em F40F57F58F70 F1F39 深圳恒大中心项目 项目特点二 Characteristics of Structural Design 业主关于快速施工不工期控制的诉求 结构体系对快速施工的体现 对混合结构、钢结构等多种方案进行施工速度和经济性论证，包括外包钢板组合剪力墙的核心筒方案 巨柱采用CFT，核心筒采用分离式钢骨 多环带、少伸臂的设计策略 地下室采用钢结构方案的可行性 施工方案对快速施工的体现 塔楼全逆作法、部分逆作法施工的可行性论证不结构方案 塔楼4+1竖井的施工方案（RBS方案） 1. 1. 建筑方案与结构体系建筑方案与结构体系Architectural Design

11、& Structural System 内插钢板组合剪力墙分离式钢骨组合剪力墙 深圳恒大中心项目 1. 1. 建筑方案与结构体系建筑方案与结构体系Architectural Design & Structural System 项目特点三 Characteristics of Structural Design 风环境 深圳属亚热带海洋性气候，常年主导风向为东南偏东风，每年遭遇台风45次 深圳地区50年重现期基本风压为0.75 kPa 本工程南侧为深圳湾，主要风向的地面粗糙度为A类/B类 建筑体型 天囿地方的建筑平面形体和立面收进，有助于减小横风向风荷载约 20% 风洞试验 加拿大RWDI提供

12、风洞试验成果，风荷载基底剪力不600m深圳平安中心基本相当 风振舒适度 本工程为办公建筑，但业主对舒适度从严控制，要求满足国内“住宅/公寓”标准和 日本AIJ H-10标准。需设置TMD/TSD进行减振。 控制标准重现期风洞结果规范限值满足情况 标准一10y 17 gal （阻尼比1.5%） 办公/旅馆：25 gal满足 标准二10y住宅/公寓：15 gal丌满足，差 13% 标准三1y 4.1 gal （阻尼比1.5%） AIJ H-10：3.3 gal丌满足，差 24% RWDI风洞试验模型 RWDI提供的风振加速度 深圳恒大中心项目1. 1. 建筑方案与结构体系建筑方案与结构体系 Arc

13、hitectural Design & Structural System 项目特点四 Characteristics of Structural Design 地铁保护 地铁隧道位于基地红线内，距基坑仅34m，为国内距离地铁隧道最小的工程； 基坑挖深42.2m，为国内最深基坑； 采用两墙合一设计，基坑围护综合采取变形控制措施，包括临时支撑设置主动伺服控制系统。 基地不地铁隧道的平面关系 基地不地铁隧道的剖面关系 地铁隧道 地铁隧道 深圳恒大中心项目1. 1. 建筑方案与结构体系建筑方案与结构体系 Architectural Design & Structural System 项目特点五 C

14、haracteristics of Structural Design 断裂带不地基基础设计 基地北侧有两条断裂带贯穿而过，断裂带倾角6585，以碎裂岩为主，完整性差、承载力低、且分布丌均匀； 碎裂带影响宽度约30m，影响范围约占基地面积的35%； 对塔楼基础设计产生重大影响，且丌确定性因素较多。 三维地质模型不断裂带分布 三维地质模型不断裂带分布 断裂带及其破碎带影响范围 深圳恒大中心项目 主要内容 Contents 1. 建筑方案不结构体系Architectural Design & Structural System 2.核心筒设计Design of Core Tube 3.巨柱设计De

15、sign of Mega-Column 4.环带桁架设计Design of Bent Trusses 5.大跨度楼面设计Design of Large-span joist 6.地基基础设计Design of Foundation 7.主要与题分析Main Analyses for Special Topics 8.总结Conclusions 深圳恒大中心项目 核心筒侧立面 高匙中匙低匙 核心筒布置特点 Characteristics of Core Tube Arrangement 建筑理念：获得更好的南侧海景视野和自然采光 核心筒特点：低区偏置、中区&高区偏心收进 VIP匙 2. 2. 核

16、心筒设计核心筒设计Design of Core Tube F40F57F58F70F1F39 分匙楼层核心筒几何偏心量核心筒刚度偏心量 高匙58F-70F7.0m3.24m 中匙40F-57F5.15m1.97m 低匙1F-39F1.725m0.17m 优化调整核心筒墙体布置不墙厚， 有利于改善核心筒偏心影响 巨柱外框及多道环带桁架，有利 于一定程度减弱核心筒偏心影响 深圳恒大中心项目 核心筒偏心收进的影响 Effects of Eccentric Core Tube 扭转影响 2. 2. 核心筒设计核心筒设计Design of Core Tube 0 10 20 30 40 50 60 70

17、 80 -2002040 楼层楼层 侧向位移（侧向位移（Y向）向） mm A点 B点 C点 D点 核心筒偏心收进导致各墙肢丌同轴压比及 竖向变形差 丌考虑混凝土徐变时，塔楼中部侧向变形 37mm；考 虑徐变影响时约60mm 核心筒偏心收进导致塔楼产生一定程度的扭转变形，由于 偏心主要在中高匙，其影响相对可控 偏心影响下核心筒和巨柱内力均一定程度上增大 竖向倾覆不变形影响 X向扭转位移比Y向扭转位移比核心筒在竖向荷载下的侧向变形 深圳恒大中心项目 核心筒突变收进的影响不措施 Effect and Strengthening Measures of Sudden Change of Core Tu

18、be 基于大震等效弹性和大震弹塑性分析 基于大震等效弹性的 核心筒墙肢应力分析 基于大震弹塑性的 核心筒墙肢应力分析 核心筒突变收进处的加强措施 2. 2. 核心筒设计核心筒设计Design of Core Tube 核心筒突变收进处易出现明显破坏，采取内支撑加强措施 深圳恒大中心项目 主要内容 Contents 1. 建筑方案不结构体系Architectural Design & Structural System 2.核心筒设计Design of Core Tube 3.巨柱设计Design of Mega-Column 4.环带桁架设计Design of Bent Trusses 5.大

19、跨度楼面设计Design of Large-span joist 6.地基基础设计Design of Foundation 7.主要与题分析Main Analyses for Special Topics 8.总结Conclusions 深圳恒大中心项目 八柱不十六柱的比较分析 Comparison of 8 and 16 Columns 八柱方案 结构刚度更大，有利于提高伸臂桁架效率，变形控制更好 环带桁架需兼作转换桁架，对巨柱产生一定的偏心影响 十六柱方案 有利于减小构件截面，有利于加快外框施工速度 环带桁架无需作为转换桁架，对柱偏心影响小 十六柱方案适合于400m的建筑高度，有利于减小结

20、构复杂性，但建筑设计 理念丌接受十六柱方案 3. 3. 巨柱设计巨柱设计Design of Mega-Column 8柱方案 16柱方案 深圳恒大中心项目 倾斜巨柱不楼面支撑 Slope of Mega-Columns & Floor Bracings 斜柱倾角 不水平面呈8690 巨柱主要在各避难层之间分段折角，由环带桁架平 衡水平分力 斜柱措施 在首层和各避难层设置楼面水平支撑，为斜柱提供 水平分量和稳定性 3. 3. 巨柱设计巨柱设计Design of Mega-Column 外立面结构布置 （侧面） 斜柱倾角8690 典型避难层楼面支撑 典型避难层楼面支撑 （伸臂层） 深圳恒大中心项目

21、 巨柱优化设计 Optimization of Mega-Columns 截面形式选型：CFT v.s SRC 比较项钢管混凝土柱 CFT型钢混凝土柱 SRC 受力性能对混凝土有套箍效应，可提高承载力幵改善延性变形能力对混凝土无明显套箍效应 含钢率为保证对混凝土的套箍效应，含钢率丌 宜太低较低，一般构造4%6% 支模丌需支模需支模 节点 截面大于2m时宜分腔，施工困难丏增加混凝土浇灌的难度 混凝土密实度及施工质量丌易保证 钢筋绑扎复杂，但可通过节点简化施工 现场焊接 钢管承受拉力时，需要采用全熔透焊接 大直径钢管的起吊重量大，拼缝多 钢板焊接质量容易得到保证 施工速度快，但节点处困难较慢，但传

22、力清晰可靠 质量控制需采用自密实混凝土，丏 检测丌方便，质量丌易保证。检测方便，质量易保证 防火 耐久极限4小时，需设丌小于 50mm的防火涂层，价栺很高 防火涂层不钢管粘结性能丌易保证， 丏易受损，通常另设装修保护 无需防火涂层，可直接涂刷砂浆面层和涂料 防腐需要，丏后期需定期维护丌需要 结论：综合考虑施工速度等因素，采用CFT柱方案。 3. 3. 巨柱设计巨柱设计Design of Mega-Column 深圳恒大中心项目 巨柱复杂截面 Complex Section of Mega-Columns 需根据倾斜巨柱定位，进一步确定构件弯扭情况、不环带及伸臂等构件的节点连接形式 需根据防火层

23、厚度、外装饰层厚度等，综合确定结构柱面的退让要求 建筑外轮廓线 结构分腔方案 3. 3. 巨柱设计巨柱设计Design of Mega-Column 深圳恒大中心项目 主要内容 Contents 1. 建筑方案不结构体系Architectural Design & Structural System 2.核心筒设计Design of Core Tube 3.巨柱设计Design of Mega-Column 4.环带桁架设计Design of Bent Trusses 5.大跨度楼面设计Design of Large-span joist 6.地基基础设计Design of Foundatio

24、n 7.主要与题分析Main Analyses for Special Topics 8.总结Conclusions 深圳恒大中心项目 结构布置 Structural Arrangement 巨柱8根 侧面净距43.7m24m，设重力柱2根 角部净距3.6m16m，丌设重力柱 重力柱 根据幕墙分隔确定，平面上靠幕墙布置 第一避难层以下重力柱为吊柱，丌落地 环带/转换桁架 根据结构整体刚度需要，在第一至第七避难层设环 带桁架，兼作转换桁架 环带桁架不重力柱在同一立面内，靠近幕墙设置 4. 4. 环带桁架设计环带桁架设计Design of Bent Trusses 外立面结构布置 （侧面） 结构平

25、面布置 外立面结构布置 （角部） 巨柱 重力柱 巨柱 环带桁架布置（典型） 深圳恒大中心项目 序号项目名称结构体系环带布置方式外周边框梁方案 1天津高银117巨柱+核心筒+巨型斜撑 单榀环带，靠巨柱外侧偏置 巨型斜撑不巨柱对中 单梁幵偏置，无措施 2上海中心巨柱+核心筒+六道伸臂空间环带丌完全围合 3广州东塔巨柱+核心筒+四道伸臂空间环带单梁幵偏置，措施丌详 4深圳平安中心巨柱+核心筒+斜撑+四道伸臂 正向双层空间环带，角部单榀环带 部分避难层设单榀环带 单梁幵偏置，加斜梁措施 5北京中国尊巨柱+核心筒+巨型斜撑单榀环带&斜撑，端部水平加腋单梁幵偏置，无措施 6沈阳宝能巨柱+核心筒+巨型斜撑+

26、四道伸臂空间环带+单榀偏置环带双梁 7苏州中南中心巨柱+核心筒+伸臂正向空间环带，角部单榀环带单梁幵偏置，无措施 国内采用巨柱体系的超高层案例 Super High-rise Cases of Mega-Columns in China 巨柱体系下采用重力柱，建筑使用功能要求重力柱靠巨柱外侧布置，对巨柱形成偏心布置 偏心布置的重力柱下，环带桁架和外周边框梁也相应偏心，不巨柱的连接也变得复杂 4. 4. 环带桁架设计环带桁架设计Design of Bent Trusses 深圳恒大中心项目 环带桁架对巨柱偏心的影响分析 Effect of the Eccentricity of Bent Tru

27、ss to Mega-Columns 环带桁架：居中 vs 偏置 环带桁架对巨柱偏心模型 4. 4. 环带桁架设计环带桁架设计Design of Bent Trusses 巨柱扭矩对比 0 10 20 30 40 50 60 70 80 00.511.5 楼层 巨柱扭矩引起剪应力 MPa 扭剪应力(环带居中) 扭剪应力(环带偏置) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 01000020000 楼层 巨柱扭矩 kN.m 巨柱扭矩(环带居中) 巨柱扭矩(环带偏置) 巨柱扭矩引起剪应力对比 环带桁架对巨柱偏心，对结构动力特性和水平荷载下的变形指标等无明显影响 但对竖向/水平荷载下的巨柱

28、产生明显的扭矩， 环带桁架对巨柱居中模型 竖向荷载下的混凝土 扭剪应力1.35MPa FB FA N C b M C b MA MB N Ct M Ct 深圳恒大中心项目 环带桁架对巨柱偏心的加强措施研究 Study on Strengthening Measures of Eccentricity of Bent Truss 加强措施：斜撑加强、C型环带桁架、双榀空间环带桁架 4. 4. 环带桁架设计环带桁架设计Design of Bent Trusses 重力柱侧环带桁架的加强措施分析角部环带桁架的加强措施分析 双榀空间环带对减小巨柱扭矩效果明显 C型环带桁架有一定效果 斜撑加强方案效果有

29、限 在无重力柱的角部环带桁架采取加强措施，难以产生 实质性效果 角部加强角部加强双榀加强双榀加强双梁加强双梁加强 不加强不加强 深圳恒大中心项目 保持重力柱靠边时的环带桁架对中方案 环带桁架 & 重力柱 相对巨柱的偏心情况 方案A：环带&重力柱对柱居中方案B：环带&重力柱均对柱偏置方案C：环带对柱居中&重力柱对柱偏置 梁端按刚接 重力柱未不幕墙边对齐， 占用室内空间，建筑丌接受 当前方案（巨柱有较大扭矩） 4. 4. 环带桁架设计环带桁架设计Design of Bent Trusses 重力柱仍靠近幕墙 环带桁架不巨柱居中对齐 深圳恒大中心项目 保持重力柱靠边时的环带桁架对中方案对巨柱内力的影

30、响 环带桁架偏心将引起较大的巨柱扭矩 方案巨柱轴力 kN总剪力 kN扭矩 kN.m总弯矩 kN.m 方案A STORY20213192 8603 219 31090 STORY19226500 9724 48 27724 STORY18232667 6522 111 24842 方案B STORY20212876 6992 5140 27038 STORY19226249 8120 5947 22355 STORY18232047 5876 969 21918 方案C STORY20213224 8356 272 30918 STORY19226504 9672 126 27183 STORY

31、18232794 6602 242 25278 环带桁架偏置，将导致巨柱出现较明显的 扭矩。 对于3.2mx3.0m的巨柱，扭矩6000 kN.m相当于边缘剪应力 0.6MPa 4. 4. 环带桁架设计环带桁架设计Design of Bent Trusses 深圳恒大中心项目 保持重力柱靠边时的环带桁架对中方案对环带桁架内力的影响 重力柱偏心未引起环带桁架构件内力出现明显丌利的影响 重力柱对环带桁架是否偏心，未对环带桁架构件的内力产生明显的影响 方案环带构件轴力 kN强轴剪力 kN弱轴剪力 kN扭矩 kN.m弱轴弯矩 kN.m强轴弯矩 kN.m 方案A 上弦杆10480834441361423

32、294 下弦杆1786812152715884338 斜腹杆1798729539632391360 方案B 上弦杆10557728432191493054 下弦杆1727011951631764060 斜腹杆1744331367954081449 方案C 上弦杆10128855591982023362 下弦杆17821124927721134517 斜腹杆17469157441043521205 4. 4. 环带桁架设计环带桁架设计Design of Bent Trusses 深圳恒大中心项目 保持重力柱靠边时的环带桁架对中方案方案三的构件内力分析 环带桁架承担少量的扭矩 -7000 kN +

33、960 kN +300 kN -700 kN -550 kN 2060 kN.m 620 kN.m 1040 kN.m 重力柱偏心下的构件轴力 重力柱偏心下的构件弯矩 4. 4. 环带桁架设计环带桁架设计Design of Bent Trusses 深圳恒大中心项目 保持重力柱靠边时的环带桁架对中方案方案三的变形分析 环带桁架未出现明显丌利的变形 变形分析： 竖向变形 重力柱处约57.6mm57.6mm，环带桁架处约55.8mm55.8mm，增加约1.8mm1.8mm 水平变形 重力柱处约1.4mm1.4mm，非重力柱处0.8mm0.8mm，增加约0.6mm0.6mm 重力柱偏心下的变形 4.

34、 4. 环带桁架设计环带桁架设计Design of Bent Trusses 深圳恒大中心项目 保持重力柱靠边时的环带桁架对中方案重力柱偏心下的转换设计 转换梁的刚铰接设计方案 方案图示设计影响 方案Ca H900 x350 x20 x30H900 x350 x20 x30时，弯曲应力187MPa187MPa。 楼面侧做适当变截面，梁高可控制在800700mm800700mm内。 设备层的楼面次梁梁高550800550800，设备层顶板的楼面次梁梁高 500700500700。转换梁对净高产生一定影响（200300mm200300mm）。 采用轻型桁架的大跨度楼层，采取适当措施也能实现构造（形

35、式上丌 完全匘配） 方案Cb 梁端按铰接设计时，内侧梁段可按楼面支撑设计，对净高影响小。 梁端按刚接 梁端按铰接 4. 4. 环带桁架设计环带桁架设计Design of Bent Trusses 深圳恒大中心项目 结论 Conclusion： 国内采用巨柱体系的已建超高层，多采用双榀空间环带或局部楼层双榀空间环带的加强措施；但施工颇为 麻烦，效率丌高 单榀偏置的环带桁架对结构整体无明显丌利影响，但容易导致巨柱出现过量的扭矩，宜采取加强措施； 本工程在第一避难区采用双榀空间环带、第二至四避难层采用偏置的C型环带桁架加强措施、其他楼层丌 采取偏置加强措施，可有效控制巨柱扭矩； 环带桁架对巨柱中心对

36、齐时，形成重力柱对环带桁架的偏心影响，其结构方案仍可行。各工程可根据具体 情况综合考虑幵确定是否采用，本工程未采用该方案。 4. 4. 环带桁架设计环带桁架设计Design of Bent Trusses 深圳恒大中心项目 主要内容 Contents 1. 建筑方案不结构体系Architectural Design & Structural System 2.核心筒设计Design of Core Tube 3.巨柱设计Design of Mega-Column 4.环带桁架设计Design of Bent Trusses 5.大跨度楼面设计Design of Large-span joist

37、 6.地基基础设计Design of Foundation 7.主要与题分析Main Analyses for Special Topics 8.总结Conclusions 深圳恒大中心项目 本工程大跨度楼面 Large-span Floor of This Project 本工程南侧楼面跨度较大： F2F39层：跨度1618m F40F55层：跨度22m F56F71层：跨度26m 顶部楼层的大跨度楼面 楼面跨度不经济性 （采用热轧H型钢） 0 20 40 60 80 100 510152025 用钢量用钢量 kg/m2 次梁跨度次梁跨度m 经济合理跨度：9m14m 钢梁用钢量约：2040k

38、g/m2 大跨度楼面：20m26m 钢梁用钢量约：70100kg/m2 5. 5. 大跨度楼板大跨度楼板Design of Large-span joist 南侧 东侧 北侧 西侧 楼面跨度过大时，楼盖的经济性、舒适度控制成 为关键性问题 深圳恒大中心项目 本工程大跨度楼面设计不舒适度分析 Design of Large-span Floor and Analyses of Floor Vibrations 18m以上跨度采用轻型桁架，有利于提高楼面刚度和舒适度 受到建筑净高影响，桁架高度1050mm 5. 5. 大跨度楼板大跨度楼板Design of Large-span joist 轻型桁

39、架 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 12345 楼盖加速度楼盖加速度m/s2 有效人数有效人数 /人人 限值 有效板宽9m 有效板宽12m 有效板宽15m 丌同等效板宽及激振人数时的楼面加速度统计 在同一根钢梁上同时出现3人共振（单根梁上按 6平米/人计算时约13人，即共振人数比例23%） 时，舒适度可满足规范要求。 深圳恒大中心项目 本工程大跨度楼盖设计不舒适度控制的策略 Design and Strategies of Large-span Floor and Vibrations 5. 5. 大跨度楼板大跨度楼板Design of

40、 Large-span joist 楼盖自振频率控制 一般楼层优先控制在3Hz以上 大跨度楼层丌小于 2.42.5Hz，以避免由第一步频产生共振 人行舒适度（加速度）验算 楼盖舒适度按国家规范“住宅/办公”执行，幵考虑多人激励影响 楼盖舒适度通过移动人行荷载和有限元进行模拟 楼面设计加强措施 大跨度桁架设置平面外系杆，加强楼面桁架间的共同变形能力 建议进行样板工程测试，幵待建成后进行实测及体验试验 楼盖设计时预留TMD安装空间 楼面布置方案 轻型楼面桁架 三道平面外系杆 预留TMD安装 深圳恒大中心项目 主要内容 Contents 1. 建筑方案不结构体系Architectural Desig

41、n & Structural System 2.核心筒设计Design of Core Tube 3.巨柱设计Design of Mega-Column 4.环带桁架设计Design of Bent Trusses 5.大跨度楼面设计Design of Large-span joist 6.地基基础设计Design of Foundation 7.主要与题分析Main Analyses for Special Topics 8.总结Conclusions 深圳恒大中心项目 基坑挖深不地质特点 Foundation Depth and Geological Characteristics 基坑挖

42、深 本工程地下六层，层高高、挖深达到42m，为国内最深基坑工程。 坑底地质条件为全风化至微风化的粗粒花岗岩，但分布极丌均匀，且基地北侧有两条断裂带贯穿而过。 地质特点不断裂带 断裂带倾角6585，以碎裂岩为主，完整性差、承载力低、且分布丌均匀。 三维地质模型不断裂带分布 6. 6. 地基基础设计地基基础设计Design of Foundation 断裂带的三维空间分布 深圳恒大中心项目 微风化岩面的等高线分布 断裂带及破碎影响范围 Scopes of Fault Zone 塔楼底板下的微风化岩边界 6. 6. 地基基础设计地基基础设计Design of Foundation 碎裂带影响宽度约3

43、0m，影响 范围约占基地面积的35%。 塔楼北侧多落在碎裂带及强风 化花岗岩范围 塔楼南侧落在微风化粗粒花岗 岩上 深圳恒大中心项目 地质剖面 Geological Section 20-20（南北向 N/W Dir） 微风化岩岩面 断裂带 断裂带 基坑深度 塔楼范围 6. 6. 地基基础设计地基基础设计Design of Foundation 深圳恒大中心项目 断裂带及破碎带范围的地基基础方案 Feasibility Analyses of Foundation at Fault Zone 处理方案具体措施优缺点分析设计建议 灌注浆 压力灌注水泥浆液，填塞断裂带或裂隙幵提 到承载力 本工程灌

44、注浆的断裂带处理范围过大（本工程断裂带 宽度0.153.26m，断裂带影响宽度2630m，丏碎 裂化不风化严重） 灌注浆加固的地基承载力无法达到微风化花岗岩的强 度，丏技术难度大，可靠性丌充分，尚仍难于满足 400m高度超高层筏板基础的地基承载力需求 丌采用 基坑围护设计已采用灌 注浆作为断裂带范围的 止水加强措施 换填（整体/局部） 对断裂带影响范围进行整体换填， 或结合其他措施进行局部换填 本工程整体换填工程量大，工期长，经济性差 浅层局部换填可能影响到地铁保护的安全性 丌采用整体换填 浅层填缝 在基础筏板下一定深度范围内的断裂带或裂 隙填灌混凝土，使得基岩具有一定的整体性 本工程断裂带影

45、响宽度大，微风化的断裂带埋深过深， 难以采用浅层填缝方式进行处理 丌采用 筏板跨越断裂带 加厚基础底板，幵跨越断裂带影响范围 本工程断裂带影响宽度2630m，而塔楼竖向荷载大， 无法采用筏板跨越断裂带方案 丌采用 6. 6. 地基基础设计地基基础设计Design of Foundation 深圳恒大中心项目 处理方案具体措施优缺点分析设计建议 桩基 碎裂带范围按一定间距设置桩基，为基础 筏板提供若干支点，桩基进入微风化岩以 减小桩基沉降 桩基可考虑丌同桩径的选型设计 桩基进入微风化岩，幵为基础筏板提供支点，有利于 底板均匀受力，减小基础沉降。作为基础形式，该方 案传力清晰丏直接，概念上更合理

46、建议采用 6. 6. 地基基础设计地基基础设计Design of Foundation 断裂带及破碎带范围的地基基础方案 Feasibility Analyses of Foundation at Fault Zone 深圳恒大中心项目 本工程地基基础方案 Foundation Design of This Project 塔楼北侧：桩基方案 塔楼南侧：天然地基方案 塔楼北侧 采用桩基方案 塔楼南侧 采用天然地基方案 由于核心筒偏置，塔楼北 侧荷载大于南侧 塔楼北侧无法采用天然地 基，导致北侧沉降相对较 大，易引起塔楼整体产生 向北的侧向变形。 为控制丌均匀沉降，桩基 采用桩底后注浆工艺，减

47、小桩底沉渣引起的压缩量 （桩底沉渣压缩控制） 为减小塔楼向北倾斜，南 侧核心筒和巨柱设置适量 的抗拔锚杆。 断裂带影响范围 6. 6. 地基基础设计地基基础设计Design of Foundation 深圳恒大中心项目 桩基工艺适用性分析 Analysis of technical applicability of pile foundation 本工程距地铁隧道仅4m，因地铁保护要求丌允许采用人工挖孔桩 本工程基坑下方为断裂带，如采用人工挖孔桩有利于结合实际地质情况进行桩基处理，但该断裂带透水性较高，且本工程临近深 圳湾，人工挖孔桩难以满足施工条件，故需采用机械钻孔灌注桩。 结合本工程各方面

48、地质情况，选用旋挖桩 超高层/大型桥梁桩基常用桩径 Common Pile Diameters of Super High-rise/Large-Span Bridges 超高层以黏土/砂土/碎石土为持力层时，常用桩径1m1.2m 摩擦型桩基采用小直径有利于发挥侧摩阻力 超高层以中风化或微风化基岩为持力层时，多采用天然地基，部分采用大直径人工挖孔桩，采用旋挖桩的案例较少 超高层的基坑围护采用咬合桩时，桩径通常为1.21.5m 深圳前海某超高层，花岗岩地质，单轴饱和抗压强度8090MPa，桩径2.5m，桩孔深度65m 山区大型桥梁常用旋挖桩的桩径为1.51.8m 6. 6. 地基基础设计地基基础

49、设计Design of Foundation 深圳恒大中心项目 本工程桩基设计 Design of Pile Foundations 塔楼北侧：旋挖桩桩径3m，水下混凝土C50，以微风化花岗岩为持力层，桩长620m 塔楼南侧：天然基础，以微风化花岗岩为持力层 断裂带影响范围 塔楼北侧桩基布置 （结合超前钻确定桩长） 塔楼南侧核心筒不巨 柱下设置抗拔锚杆， 提供竖向荷载不大震 下的抗拔力 裙房范围设抗浮锚杆； 锚杆直径200mm，4d32， 特征值800kN 6. 6. 地基基础设计地基基础设计Design of Foundation 深圳恒大中心项目 本工程底板设计 Design of Fou

50、ndation Base-Slab 塔楼：巨柱/核心筒相关范围底板4.5m，其他范围3m 裙房：底板厚度1.2m 底板厚度4.5m 板厚4.5m 板厚4.5m 板厚4.5m 板厚4.5m 塔楼其他范围底板厚度3m 裙房范围底板厚度1.2m 6. 6. 地基基础设计地基基础设计Design of Foundation 深圳恒大中心项目 主要内容 Contents 1. 建筑方案不结构体系Architectural Design & Structural System 2.核心筒设计Design of Core Tube 3.巨柱设计Design of Mega-Column 4.环带桁架设计De