迪拜哈利法塔浅析解读

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迪拜塔设计所用的技术手段
• 第一，坚实的基础：
• “迪拜塔”矗立在沙漠之上，因此， 它需要一个坚实庞大的基础，以支 持重量可能超过50万t的地面以上建 筑。SOM公司的解决办法是，将 “迪拜塔”建造在一个3.7m厚的三 角形结构的底板上，这个三角形底 板由192根直径为1.5m的钢管桩或 支柱缸体支持。这些钢管桩或支柱 缸体深入地下50m。 由于沙漠底层岩石浅，若采用常 见的旋转 式钻孔，在钻完后任何大 洞都会立刻塌陷。为防止塌陷，工 程师又实现了又一项发明，他们在 钻孔中注满一种特殊聚合物泥浆， 来阻止大洞塌陷。
建筑1201班 王玲
迪拜哈利法塔
目前世界最高建筑浅析
工程简介
• 迪拜哈利法塔是目前世界上最高的 建筑，由美国SOM公司设计，工 程总承包单位为韩 国三星，我国江 苏南通六建集团公司承包土建施工， 幕墙分别由香港远东、上海 力进、 陕西恒远三家公司承包。自2004年 9月至2010年1 月。总工期为1325 天，用工2200万工时，总造价为l5 亿美元。 建筑总高度为828m；混凝土结构 高度为601m；基础底 面埋深为 30m；桩尖深度为70m；全部混凝 土用量为33 0000m；总用钢量为 104000t(高强钢筋为65000t型钢 为 39000t)。总建筑面积为 526700m；塔楼建筑面积为344 000m：塔楼建筑重量为50万t；可 容纳居住和工作人数为 12000人； 有效租售楼层为162层 。
建筑背景——迪拜的今昔对比
摄于1990年 昔日迪拜 黄沙滚滚 驼铃 声声 少见行人
摄于2003年 同一条街 今日迪拜 旧貌新颜 十 年巨变 换了人间
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哈利法塔作了前所未有的重 大突破，采用了下部混凝土结 构，上部钢结构 的全新结构体 系 。-30~601m为钢筋混凝土 剪力墙体系；60～828m为钢 结构，其中601～760m采用带 斜撑的钢框架。到混凝土结构 的顶点601m处，最大位移仅 450mm：到了钢框架顶点 760m处，位移就迅速增大至 1250mm；到钢桅杆顶点 828m处，位移就达到 1450mm 。 所以哈利法塔把酒 店和公寓都布置在601m以下的 混凝土结构部分；而将601m以 上的钢结构部分作为办公楼使 用。
结构分析
• 结构分析考虑了重力荷 载 、 风荷载和地震效应。建立三 维分析模型，包括钢筋混凝 土墙 、连梁 、板 、柱 、顶 部钢结构 、筏板和桩 。 分析结果表明，在50 年一遇 风力作用下，结构水平位移： 82 8m顶部处为1450mm， 办公 层顶部处 为 1250mm， 公寓层 顶部处为450mm。 这个位移 值低于通用的标准， 符合设计 的要求 。 动力分析得到各振型和周期： ／1=11．3s(X向)， =10.2s ( Y 向 ) ， T5 = 4．3s ( 扭 转 )内力分析表明，钢筋混凝 土塔楼部分地震力不起控制 作用： 但裙房和顶部钢结构 处，地震内力对设计有作用 。
结构布置
• 采用三叉形平面可取得较大的侧向 刚度，降低风荷载，有利于超高层建 筑抗风设计 。同时对称的平面 可保持 平面形状简单，施工方便 。整个抗侧 力体系是一个竖向带扶壁的核心筒。 六边形的核心筒居中：每一翼的纵向 走廊墙 形成核心筒的扶壁，共6道 ； 横向分户墙作为纵墙的加劲肋；此外， 每翼的端部还有4根独立的端柱。这样 一来，抗侧力结构形成空间整体受力， 具有良好的侧向刚度和抗扭刚度中心 筒的抗扭作用可模拟为一个封闭的空 心轴，由3个翼上的6道纵墙扶壁而大 大加强；而走廊纵墙又被分户横墙加 强。整个建筑就像一根刚度极大的竖 向梁，抵抗风和地震产生的剪力和弯 矩。由于加强层的协调，使端部柱也 参加抗侧力工作 。
平面 图 1.束筒 结构
2.结构 特点 这种结构大大增强了建筑物的刚度和抗侧向力的能力；束筒 结构可组成任何建筑外形，并能适应不同高度的体型组合的 需要,丰富了建筑的外观。
·结构生成
竖向布置
• 竖向形状按建筑设计逐步退 台，剪 力墙在退台楼层处切断， 端部柱向 内移。分段步步切断 可使墙、柱的荷载平顺地逐渐变 化，同时也避免 了墙、柱截面 突然变化给施工带来 的困难 。 全高21个退台要形成优美的塔 身宽度变化曲线，且要与风 力 的变化相适应 。建筑设计在竖 向布置了7个设备层兼避难层， 每个设备层占二三个标准层。利 用其 中的5个设备层做成结构加 强层。加强层设置全高的外伸剪 力墙作为刚性大梁，使得端部柱 的轴力形成 大力矩抵抗侧向力 的倾覆力矩。而 且，刚性大梁 调整了各墙、柱的竖 向变形， 使得它们的轴向应力更均 匀， 降低了各构件徐变的变形差。
源自文库结构设计
• 601m以上是带交叉斜 撑的钢框架，它承受重 力 、风力和地震作用。 钢框架逐步退台，从第 l8级的核心筒六边形到 第29级的小三角形。最 后只剩直 径为 1200mm的桅杆。这根 桅杆是为保持世界第 一建筑高度而专门设计 的，它可从下面接长， 不断顶升，预留了2 0 0 m的上升高度，所有 外露的钢 结构都包铝 板作为装饰。
混凝土结构设计
• 混凝土强度等级： 127层以下为C80 ； 127层以上为C60 。 C80混凝土90d弹性模量为43800N/mm2，采用 硅酸盐水泥，加 粉煤灰。进行了构件截面尺寸的仔细调整以减少各构件收缩和徐 变变形差 。原则上使端柱和剪力墙在自重作用下的应力相近。由 于柱和薄的剪力墙收缩较大，所以端柱的厚度与内墙相同，取 600mm。设计时尽量考虑构件的体积与表面积的比值接近，使各 构件的收 缩速度接近，减少收缩变形差。在立面内收处，钢筋混 凝土连梁要传递竖向荷载( 包括徐变和收缩的效应)，并联系剪力 墙肢以承受侧向荷载。连梁计算图形为交叉斜杆。这个设计方法 可使连梁高度降低。楼层数量多，压低层高有 很大的意义。标准 层层高为3．2m，采用无梁楼板，板厚为300mm。
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建筑设计
• 哈利法塔的建筑理念是 “ 沙漠之花—— DesertFlower”，平面是三 瓣对称盛开的花朵；形成一 个Y字形。立面通过21个逐 渐升高的退台形成螺旋线。 • 哈利法塔的建筑幕墙总面 积为13．5万m2，其中塔楼 部分为12万m2。幕墙总造价 约为人民币8亿元。约 为 6000元/m2。 • 哈利法塔很高，风力作用 下，上部楼层水平位移较大， 将酒店和公寓安排在下部 楼 层，办公楼层放在上层，可 获得 更好的舒适性。