平安金融中心结构设计

• 小震和大震弹性时程分析与反应谱分析CQC的结构底部总剪力应在同一基础上进 行对比。单向输入反应谱和单向输入地震波时程的结果比较，只要求水平主方向 满足规范要求，不要求水平次方向也同时满足要求。每条时程曲线计算所得结构 底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65%，不大于135%；多条时程曲 线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80%， 不大于120%。
0.45
0.45
0.04
0.04
0.95
0.95
2%(50年)
水平向
竖向
0.5
0.325
0.50
0.50
0.05
0.05
1.0
1.0
规范反应谱在6秒以后长周期段为直线下降段。在小震、中震及大 震反应谱分析中，所采用的反应谱在6秒以后为直线下降段而不是 水平段。设计采用的反应谱应为规范反应谱与安评反应谱的较大值。 由于规范反应谱较大，实际采用规范反应谱。
Serviceability Design (checking occupants’ comfort level)使用阶段 品质验算 (居住舒适性验算) ▪ 1.0% for 1 to 10-year winds without auxiliary dampers;
22
Key Results 主要结果
1.072
1.072
场地地面加速度峰值:
10%(50年)，ζ=0.035
水平向
竖向
0.3075 0.2293
0.40
0.36
1.072
1.072
2%(50年)，ζ=0.035
水平向
竖向
0.5656 0.4409
0.70
0.50
1.072
1.072
设防概率
DZ1
DZ2
加速度 (cm/s2)
DZ3
DZ4
DZ5
场地地面加速度 平均值A(cm/s2)
地震系数Ks
63%(50年) 水平向 竖向 33.06 25.72 30.90 24.40 32.84 24.12 33.94 25.36 34.81 26.27
33.12 25.18
0.0338 0.0257
10%(50年) 水平向 竖向 106.15 78.81 101.64 75.81 107.47 79.59 109.35 78.88 110.77 86.00
serviceability • 评估塔楼风致振动舒适性品质
18
Test Method试验方法 High-Frequency Force Balance Technique (HFFB)高频测力天平技术
Sway Flexure Torsion Flexure
High-Frequency Force Balance
8
•Top of Tower observation deck
9
•Tower massing: aerodynamic form – tapered tower, stepped and chamfered corners
10
2、建筑结构体系发展与演变
11
KPF投标方案
12
室内庭院
结构方案
方向
地震波
L7552 L7555 US256 US335 US640 US689 US787
X向（东西方向）
剪力 (kN)
与规范比
倾覆力矩 (kN-m)
432,417
106%
67,980,000
423,218
104%
62,370,000
311,697
76%
63,240,000
426,701
105%
41,440,000
Metal spine to simulate stiffness
Spine and shell together to simulate mass distribution
20
Recommended Design Wind Speeds 建议的设计风速
Strength Design 强度设计 62m/s (10-minute mean) at 500m reference height for a 100-year return period. 一百年回归期，500米处参考风速为62m/s。
30
竖直方向地震波转化后的场地运动反应谱，峰值加速度放大至 220gal，5%阻尼比
31
规范反应谱
设防概率P
地震影响系数
特征周期T （s） 阻尼比ζ
周期折减系数
63%(50年)
水平向
竖向
0.08
0.052
0.45
0.45
0.035
0.035
0.9
0.9
10%(50年)
水平向
竖向
0.23
0.1495
• 基岩和地面的大震、小震共12组记录，所有的记录均取自《美国西部 强震观测资料》, 基岩小震记录号为：A011、F087、Y370；基岩大震 记录号为：A004、B024、B029；地面小震记录号为：N195、O210、 T286；地面大震记录号为：C048、H115、Q233。
• 人工模拟地震加速度时程大震、小震共12组。
Serviceability Design 使用阶段品质验算 – For checking deflection 位移验算 58m/s (10-minute mean) at 500m reference height for a 50-year return period (Chinese standard) ; or 五十年回归期，500米处参考风速为58m/s。（中国标准） – For occupants’ comfort (building motion)居住舒适性验算 1-year return period speed for events including typhoon, and 1 to 10-year return period speed for events excluding typhoon. 包括台风情况时考虑一年回归期；不包括台风情况时考虑一年至十年回归 期。
10层高室内庭院
13
SOM投标方案
14
FOSTER投标方案
15
高区建筑平面
早期方案 方案报建阶段建筑结构方案
低区建筑平面 16
3、风工程研究
17
平安金融中心风洞试验由RWDI 完成
• To assess the wind environment around the site in terms of safety and comfort
Building Model installed on top of the balance
Force Balance Model
19
Test Method试验方法 Full Aeroelastic Model Tests气动弹性模型试验
Shell to simulate aerodynamic shape
274,568
67%
36,090,000
335,853
82%
40,180,000
362,547
89%
81,780,000
Y向（南北方向）
剪力 (kN)
与规范比
倾覆力矩 (kN-m)
437,186
107%
68,380,000
411,402
101%
62,550,000
304,516
75%
62,160,000
Sx (kN)
Sy(kN)
RWDI 30.5E+6 27.4E+6 84.4E+3 81.3E+3
35.0E+6 34.9E+6 98.7E+3 99.1E+3
GB50009- 32.4E+6 32.4E+6 99.7E+3 99.7E+3
2001
38.9E+6 38.9E+6 120.E+3 120.E+3
• 工程场地地震安全性评价 • 地震动设计反应谱 • 强震记录和人工模拟地震加速度时程
24
地震动参数
• 场地地面小震设计地震反应谱
0.12
0.1
0.08
0.06
HORIZANTAL
VERTICAL 0.04
0.02
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
• 场地地面大震设计地震反应谱
0Βιβλιοθήκη Baidu7
0.6
0.5
0.4 HORIZANTAL
32
5、结构设计
• 5.1结构体系 • 5.2带状桁架的发展 • 5.3巨型斜撑的发展 • 5.4超限情况及超限高层建筑抗震设防专项审查 • 5.5结构设计原则及相应措施 • 5.6结构抗侧性能分析 • 5.7结构分析主要结果 • 5.8结构构件设计与验算 • 5.9型钢混凝土剪力墙
0.3
VERTICAL
0.2
0.1
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
25
工程场地50年内阻尼比ζ=0.035时三个概率水平的地面地震影响系数 、 特征周期T 和反应谱衰减指数γ如下表所示:
设防概率P
地震影响
T （s） γ
63%(50年)，ζ=0.035
水平向
竖向
0.0951 0.0723
0.35
0.32
1. All values calculated assuming 2.0% damping. 2. All wind speeds above are 10-minute mean values at 10
m height in open terrain (Exposure C).
23
4、地震工程
Summary of base overturning moments and shears Summary of base over基底力矩和剪力归纳表
R.P.(year) 回归期
50 100 50 100
V(m/s) 参考风速
34.7
37.1
34.7
37.9
My (kN-m) Mx (kN-m)
107.08 79.82
0.1093 0.0815
2%(50年) 水平向 竖向 185.30 150.83 189.72 146.36 206.29 151.28 199.97 151.17 203.62 168.09
196.98 153.55
0.201 0.1567
26
实际强震记录和人工模拟地震加速度时程
PAIFC is applying for LEED Gold status.
4
Design overview
•Site location
5
•Building area and section organization
6
•Podium roof terrace •Podium atrium
7
•Typical office layout
• 评估平安金融中心周围的风舒适性与风安全性 • To provide the wind loads for structural design • 提供结构设计风荷载 • To provide the wind pressures for cladding design • 提供幕墙设计风压 • To assess the wind-induced tower motions in terms of
0.9
0.8
0.7
0.6
SITE
MLDa01AUser1
0.5
MLDa01AUser2
MLDa01BUser1 0.4
MLDa01BUser2
0.3
MLDa01CUser1
MLDa01CUser2
0.2
0.1
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
27
• 中国建筑科学研究院工程抗震研究所提供实际强震记录、人工模拟地震加速度时 程。
21
Assumed structural damping ratios 结构阻尼比假定
Strength Design 强度设计 2.0% and 4.0% for 100-year winds
Serviceability Design (checking deflection)使用阶段品质验算 (位移 验算) ▪ 2.0% for 50-year winds without auxiliary dampers (Chinese Standard);
422,850
104%
40,920,000
270,891
66%
35,270,000
330,133
81%
39,280,000
354,517
87%
81,300,000
28
水平方向地震波转化后的场地运动反应谱（主方向），峰值加速度放大至 220gal，5%阻尼比
29
水平方向地震波转化后的场地运动反应谱（次方向），峰值加速度放大至 220gal，5%阻尼比
Ping An IFC
1
平安金融中心
1、 项目概述 2、 建筑结构体系发展与演变 3、 风工程研究 4、 地震工程 5、 结构设计 6、 巨型结构设计 7、 楼面结构设计 8、 节点设计讨论
2
1、项目概述
3
PROJECT GOALS • Create a tower form which is not only iconic, but intelligent and environmentally responsible. • Minimize the use of energy and materials by designing an aerodynamic form and efficient structure.