上海中心大厦主楼设计基坑工程上海中心大厦基坑采用主楼顺作、裙房逆作相结合的总体方案,基坑呈四边形,边长约200米,其中主楼区圆形基坑外径123.4米,开挖深度为31.2米,围护结构采用地下连续墙,墙厚1.2米、深50米,大底板厚6米,采用明挖顺作施工
布局特点上海中心大厦主楼结构标准楼层呈圆形,圆心沿高度方向对齐,半径逐渐收缩;在设备层处为三角形平面,一方面提供机电设备和避难空间,另一方面在设备层顶面布置休闲层,从而在每个区段内均有一高度约80米的中庭;结构立面共有两层玻璃幕墙,内层玻璃幕墙沿标准层楼板外围布置呈圆形;外层幕墙平面投影近似为尖角削圆的等边三角形,三角形幕墙从建筑底部扭转直到顶部,每层扭转约1°左右,总扭转角约120°
结构体系特点上海中心大厦结构采用了“巨型框架-核心筒-伸臂桁架钢-混凝土”抗侧力混合结构体系
巨型框架巨型框架结构由8根巨型柱、4根角柱以及8道位于设备层两个楼层高的箱形空间环带桁架组成
巨柱为型钢混凝土柱,8根巨柱均在8区终止,底部平面尺寸为(5.3×3.7)平方米,8区顶部平面尺寸为(2.4×1.9)平方米;角柱也为型钢混凝土柱,4根角柱均在5区终止,底部平面尺寸为(5.5×2.4)平方米,5区顶部平面尺寸为(4.5×1.2)平方米,主要用于减少空间环带桁架的跨度;8道箱形空间环带桁架既作为抗侧力体系巨型框架的一部分,又作为转换桁架,将相邻加强层之间的楼层荷载传至8根巨柱和4根角柱,从而减少巨柱由侧向荷载风或地震引起的上拔力,两层高空间环带桁架上下弦杆、斜杆及腹杆均采用H形截面,各加强层的8道空间环带桁架,作为巨柱之间的有效抗弯连接,与巨型柱形成巨型框架结构体系
核心筒核心筒为钢筋混凝土结构,底部为边长30米的方形混凝土筒体,翼墙厚度1.2米,腹墙厚度0.9米,顶部翼墙和腹墙厚度均为0.5米,截面平面形式根据建筑的功能布局,从5区开始削掉四角,并逐渐过渡到高区的“十”字形,为减小底部墙体的轴压比,增加墙体的受剪承载力以及延性,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,墙体中含钢率为1.5%~4.0%
伸臂桁架主楼沿结构竖向共布置6道伸臂桁架,分别位于2区、4区、5~8区的加强层,伸臂桁架在加强层处贯穿核心筒的腹墙,并与两侧的巨型柱相连接,增加了巨型框架在总体抗倾覆力矩中所占的比例,既能约束核心筒的弯曲变形,又能有效地利用周边巨柱来减小结构总体变形及层间位移,同时还用以协调核心筒和巨型框架的竖向变形
其他结构体系竖向荷载的传递,通过每道加强层处的环带桁架将周边次框架柱的重力荷载传至巨型柱和角柱,从而减小了巨型柱由于水平荷载产生的上拔力;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,径向桁架不仅承担了设备层内机电设备以及每区休闲层的竖向荷载,而且承担了外部悬挑端通过拉索悬挂起下部每个区的外部玻璃幕墙的荷载,并将荷载传至环带桁架、巨型柱以及核心筒
幕墙立面上海中心大厦的建筑幕墙外立面由20000多块玻璃幕墙单元组成,玻璃面板规格达7000种,设有一个V型凹槽,使其螺旋形态更为突出,还起到了降低风力影响的作用,可将风荷载减少32%以上;幕墙外立面采用交错式构造形式降低建筑光污染影响,采用不同比例的玻璃釉满足不同方向的遮阳需求;当大风、地震等危险时刻来临时,外部的幕墙立面可以适应特殊情况变形,能提升18个厘米,下降约7厘米,形成约25厘米的一个活动区域
灯光设计上海中心大厦632米高的超高层整体构思景观灯及主题灯光秀,除了为建筑本身增光添彩,初步确定围绕上海创新精神的主题,进行整体灯光设计;塔冠部位将有2000多平方米的大屏幕及LED点阵灯光,而大楼9大区域外墙上也在安装灯光扣件,或临时或永久性设置灯光造景;上海中心大厦会打造4类灯光秀,对应平时、周末、节假日以及特殊演出,还将与外滩浦东浦西建筑群景观灯呼应,定期展示地标性灯光秀
绿色设计绿色景观上海中心大厦内部设有空中花园、中式园林和西式园林,使建筑内部具有生机、使用空间更为怡人
涡轮式风力发电技术上海中心大厦采用的是垂直轴转子的涡轮发电机,风翅设置为涡轮状,聚风效果好,基本上没有回转力,在风翅的前部设置聚风装置和导流装置,聚风装置可以聚集大量的风能,风在导流板的作用下进入外壳,进而带动风翅的转动,效率大大增加,同时也提高了风能在这栋大建筑物里的有效利用率,同时也节约了其他资源的使用,且垂直轴转子的工作性能比水平式转子的工作性能强大很多
雨水再利用技术上海中心大厦的雨水收集利用采用了先进的技术措施,包括收集、贮存、净化、利用等四个环节,确保了雨水能够按清洁程度分层次的用于大厦的不同地方;其中,收集过程的“弃流”与贮存前的“截污”都会对降低水处理设施的运行负荷有较大的影响,能够提高雨水的利用效率
地源热泵技术上海中心大厦采用地源热泵技术,是一种利用地下浅层和深层的大地能量,包括土壤、地下水、地表水等天然能源作为冬季热源和夏季冷源,然后再由热泵机组向建筑物供冷供热的新型中央空调系统;其消耗1千瓦的能量可以得到4千瓦以上的热量或冷量,节能效果显著,且环保,无污染排放;地源热泵的热源温度全年较为稳定,一般为10~25℃,其制冷、制热系数可达3.5~4.4,比传统的空气源热泵要高出40%左右,其运行费用仅为普通中央空调的50%~60%
绿色施工技术上海中心大厦为绿色施工,对资源能源进行了高效利用,通过科学管理和技术进步,最大限度地节约资源与减少对环境负面影响的施工活动
即:使用天然材料,减少不可再生材料的使用;减少污染物的排放,最大限度的保护环境设置废物回收系统,加大对废弃物的回收;在建筑物结构允许的条件下尽可能的使用旧材料
分布式能源技术上海中心大厦采用分布式能源技术,是一种建在用户端的能源供应方式,既可独立运行,也可并网运行,而无论规模大小或使用燃料;分布式能源具有能效利用合理、损耗小、污染少、运行灵活、系统经济性好等特点,发展主要存在并网、供电质量、容量储备、燃料供应等问题,能源利用率从一般的40%左右可以提高到80%左右,大大超过传统用能方式的效率
热回收利用技术上海中心大厦采用热回收利用技术,即对楼里积聚的热空气进行回收,采用热泵型热水加热器,为酒店提供生产生活热水,减少了自然资源的使用
智能照明节电系统上海中心大厦在每个办公人员桌面上面安装有一个光度感应器,它能自动调整照到桌面上灯具的功率;大厦还在每个电梯厅和卫生间区域里安装了一个存在感应器,如果长时间没有人,它会把灯自动调到最暗到30%,甚至到5%、10%,可以节能约30~40%
变风量空气调节技术上海中心大厦采用变风量空调系统,是利用改变进入空调区域的送风量来满足负荷变化的一种较为先进的空气调节系统,与定风量系统相比最大的优点在于节能:空调箱带中效过滤,改善了空气品质;冷冻水、冷凝水不进吊顶,免除冷凝滴水及细菌繁殖之忧;部分负荷时风机减速,节能明显;区域温度控制较好,增加了舒适性
绿色设计
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