對(duì)“吉隆坡雙子星塔”工程結(jié)構(gòu)體系選型的分析

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上對(duì)“吉隆坡雙子星塔”工程結(jié)構(gòu)體系選型的分析一、吉隆坡雙子星塔工程案例概況建設(shè)地點(diǎn)：吉隆坡市中市KLCC計(jì)劃區(qū)的西北角 開(kāi)工時(shí)間：1993年12月27日 竣工時(shí)間：1996年2月13日占地面積：40公頃 建筑面積：28.95萬(wàn)平方米建筑高度：452米建筑層數(shù)：88層 結(jié)構(gòu)形式：高軋制鋼梁支托的金屬板，鋼筋混凝土建筑造價(jià)：20億馬幣 投資單位： 設(shè)計(jì)單位：西薩佩里建筑事務(wù)所西薩.佩里 建設(shè)用途：辦公 英文名稱：The Petronas Twin Towers. 別稱：佩重納斯大廈、馬來(lái)西亞國(guó)家石油大廈、國(guó)家石油雙塔、總平面圖二、建筑特色及材料應(yīng)用 （a）透視圖一 （b）透

2、視圖二 (c) 透視圖四-雙子星塔的天橋 （d）透視圖三圖1 吉隆坡雙子星塔透視圖1. 吉隆坡雙子星塔簡(jiǎn)介石油雙塔（如圖1所示）巍峨壯觀，氣勢(shì)雄壯，是馬來(lái)西亞的驕傲。一座是馬來(lái)西亞國(guó)家石油公司辦公用，另一座是出租的寫(xiě)字樓。從吉隆坡市內(nèi)各處都很容易見(jiàn)到這座大廈。大廈非常壯觀，就像兩座高高的尖塔刺破長(zhǎng)空。曾經(jīng)是最高的摩天大樓，直到2003年10月17日被超越，但仍是目前世界最高的雙塔樓，也是世界第四高的大樓。這兩座88層塔樓包含800萬(wàn)平方英尺（74.32萬(wàn)）以上辦公面積，150萬(wàn)平方英尺（13935萬(wàn)）購(gòu)物與娛樂(lè)設(shè)施，4500輛車(chē)位的地下停車(chē)場(chǎng)，一個(gè)石油博物館，一個(gè)音樂(lè)廳，以及一個(gè)多媒體會(huì)議中心

3、。塔樓的一個(gè)值得一提的特色是在第42層處的天橋（如圖1（d）所示）。連接雙子塔的空中走廊是目前世界上最高的過(guò)街天橋，它長(zhǎng)584m，連接了雙子星塔位于41樓和42樓的會(huì)議中心。天橋是由南韓制造的，將近五百個(gè)構(gòu)件于工地現(xiàn)場(chǎng)裝配完成，再用起重機(jī)吊到最后的定位上。支撐天橋的兩條修長(zhǎng)支架，則連接到29樓。這是整體設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要元素，一方面可以當(dāng)作火災(zāi)時(shí)，從一座塔樓到另外一座的逃生口，同時(shí)也是一個(gè)令人贊嘆的路標(biāo)。如建筑師所稱，這座有人字形支架的橋似乎像一座登天門(mén)。雙塔的樓面構(gòu)成以及其優(yōu)雅的剪影給它們帶來(lái)了獨(dú)特的輪廓。站在這里，可以俯瞰馬來(lái)西亞最繁華的景象。2.吉隆坡雙子塔的平面設(shè)計(jì)在建筑意象方面，建筑師

4、在羸得了一九九一年的國(guó)際建筑競(jìng)圖之后，奉命要?jiǎng)?chuàng)造出一座能讓馬來(lái)西亞人產(chǎn)共鳴的特殊建筑。設(shè)計(jì)者巧妙的將伊斯蘭圖案（如圖2所示）運(yùn)用到雙子塔中。其平面是兩個(gè)扭轉(zhuǎn)并重疊的正方形，用較小的圓形填補(bǔ)空缺；這種造型可以理解為來(lái)自伊斯蘭的靈感，而同時(shí)又明顯是現(xiàn)代的和西方的。剛開(kāi)始的設(shè)計(jì)是用一個(gè)有著十二尖角的星星作為平面圖的基礎(chǔ)，后來(lái)在總理穆罕默德的建議下，改成了凋塑氣息，玻璃和不具有回教象徵意義的八角星星（如圖3所示）。扇貝狀的幕墻表面充滿銹鋼閃閃發(fā)光，明顯可見(jiàn)星星的形狀。 圖2 伊斯蘭圖案 圖3 平面圖三、吉隆坡雙子星塔結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)分析采用鋼筋混凝土框架（核心筒）伸臂結(jié)構(gòu)體系，是以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主的混合

5、結(jié)構(gòu)，用鋼量：7500噸。每個(gè)主體結(jié)構(gòu)旁邊的附屬圓形框架結(jié)構(gòu)與主體相連，可增大主體結(jié)構(gòu)的抗側(cè)能力。雙塔的外檐為152英尺（4636m）直徑的混凝土外筒，中心部位是748英尺754英尺高強(qiáng)鋼筋混凝土內(nèi)筒，18英寸高軋制鋼梁支托的金屬板與混凝土復(fù)合樓板將內(nèi)外筒連系在一起。4架鋼筋混凝土空腹格梁在第38層內(nèi)筒四角處與外筒結(jié)合。塔樓由一個(gè)筏式基礎(chǔ)和長(zhǎng)達(dá)340英尺但達(dá)不到基巖層之4英尺9尺截面長(zhǎng)方形摩擦樁，或稱作發(fā)卡樁承托。位于圓形與正方形重送交接點(diǎn)位置處的16根混凝土柱子支承上部結(jié)構(gòu)荷載。主體塔樓外周邊有16根鋼筋混凝土圓柱，圓柱直徑由底部的2.4m逐漸變化到頂部的1.2m。建筑平面有3次收進(jìn)，84層

6、以上由鋼柱和鋼環(huán)梁組成最后幾層和尖頂，上面安裝了塔桅。建筑平面的3次收進(jìn)要求柱子向內(nèi)移動(dòng)一定位置，由5760層、7073層、7982層，柱子位置的轉(zhuǎn)換采用3層高的變截面柱過(guò)渡，柱子的主要受力鋼筋斜向配置，符合實(shí)際的傳力途徑，這種方式避免了設(shè)置轉(zhuǎn)換梁，且標(biāo)準(zhǔn)層高科保持不變。馬來(lái)西亞沒(méi)有地震，按抗風(fēng)設(shè)計(jì)，總高寬比為8.64。主體塔樓外框架的環(huán)梁（框架梁）采用變截面梁，梁截面寬1000mm，截面高度由柱邊的1150mm變化到跨中的775mm，既可以保證框架的剛度，又允許管道通過(guò)而減少層高。副塔樓外周邊有12根圓柱，圓柱直徑由1.4m變化到1.2m，柱間環(huán)梁也采用變截面梁，截面寬800mm，截面高度由

7、柱邊的1150mm變化到跨中的725mm。鋼筋混凝土核心筒在底部為23m見(jiàn)方，分4次縮進(jìn)到頂部尺寸為18.8m22m。筒的外墻厚由底部750mm減至頂部350mm，筒內(nèi)部分隔墻厚度為350mm，沿全高不變。有幾道內(nèi)部分隔墻不開(kāi)洞，因此核心筒的內(nèi)筒和大柱子之間設(shè)置了一道伸臂，位于38-40層，是兩層高的混凝土空腹桁架，布置方向與附屬筒方向相垂直，以增強(qiáng)抗側(cè)剛度較弱的方向，平面布置及伸臂桁架樓蓋梁是寬翼緣鋼梁，間距3m，最大跨度為12.8m，截面高度457mm。（如圖4所示）采用組合樓板，在53mm厚的壓型鋼板上現(xiàn)澆115mm厚混凝土。設(shè)備層的樓板混凝土厚度達(dá)到200mm。在環(huán)梁外面還布置了懸挑構(gòu)

8、件，一是方尖行的懸挑梁，二者都是鋼構(gòu)件，間隔布置，使立面更加華麗。（如圖5所示）圖4 幾種典型的鋼板墻抗側(cè)力體系圖5 施工平面圖兩個(gè)主塔樓間由一個(gè)人字形天橋相連，天橋位于40-43層，跨度58m，有兩層通道，經(jīng)過(guò)比較采用了三鉸拱方案，一個(gè)鉸在天橋跨中，下面的兩個(gè)鉸支座在29層，三鉸拱方案使天橋與主體結(jié)構(gòu)連接處的受力最簡(jiǎn)單，但必須處理好構(gòu)造，保證當(dāng)風(fēng)引起相對(duì)位移時(shí)的安全?；A(chǔ)為鋼管樁，直徑3ft（0.91m），管壁厚7/8in（2.22cm），一般間距9ft（2.75m），打入地下近84m，承力層為密實(shí)沙土。樁頂有4m厚的鋼筋混凝土承臺(tái)板。地下室埋深大，地下水位高，在施工時(shí)除做了1m厚、30m高

9、的鋼筋混凝土連續(xù)護(hù)壁墻外，還做了水平面的鋼筋混凝土內(nèi)撐。自振特性：主軸方向的自振周期為9s，扭轉(zhuǎn)周期為6s。吉隆坡地區(qū)的設(shè)計(jì)風(fēng)速為35.1m/s。本設(shè)計(jì)考慮的一個(gè)重要因素是在風(fēng)速作用下人的舒適感，頂部位移加速度必須小于20mm/s2，該加速度與房屋質(zhì)量成正比，由于鋼結(jié)構(gòu)的重量輕而舒適感不能滿足要求，進(jìn)行了多種方案比較，最后選用了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，以其大質(zhì)量和大剛度滿足了舒適度設(shè)計(jì)要求，這是該高層建筑采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主要原因。 四、對(duì)該工程結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)缺點(diǎn)的分析評(píng)價(jià)優(yōu)點(diǎn)：1.選用了合理的建筑結(jié)構(gòu)體系當(dāng)時(shí)的建筑物普遍應(yīng)用管式結(jié)構(gòu)，希爾斯摩天大樓就是采取這種作法，但是由于進(jìn)口鋼材到馬來(lái)西亞的費(fèi)用極

10、高，于是決定雙子星塔應(yīng)采用混凝土結(jié)構(gòu)，以及使用金屬薄板和鋼填充梁所構(gòu)成的組合模板。如此一來(lái)，勢(shì)必要發(fā)明能夠縮短支柱直徑的高強(qiáng)混凝土，好完成建筑師打造修長(zhǎng)塔樓的心愿，這也是馬來(lái)西亞最早的高強(qiáng)混凝土。每座塔樓周邊各有16根支柱，直徑達(dá)24公尺，在每層樓用托梁連接起來(lái)。支柱之間8或10公尺的寬敞間隔，創(chuàng)造出開(kāi)闊的空間感。而且每根柱子在立面上只能看到薄薄的一片，使雙子星塔更顯修長(zhǎng)。橫向荷載由支柱和結(jié)構(gòu)核心來(lái)支撐。兩座塔樓的頂端各裝了一個(gè)協(xié)調(diào)減震阻尼器，把大樓在風(fēng)中搖晃的程度降到最低 。2.考慮了當(dāng)?shù)丨h(huán)境與氣候這棟建筑對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂蛞灿羞m當(dāng)?shù)拿翡J：吉隆坡距離赤道只有兩度，雙子星塔的立面納入了不銹鋼的遮陽(yáng)篷

11、，以配合這個(gè)城市的熱帶氣候。缺點(diǎn)：1.不利于防火疏散超級(jí)摩天大樓的通病就是防火疏散困難，雖然吉隆坡雙子星塔通過(guò)設(shè)天橋和使用耐火材料等措施改善防火疏散和耐火強(qiáng)度，但是相對(duì)其他普通建筑來(lái)說(shuō)一旦著火仍然危險(xiǎn)性很大。2.造價(jià)昂貴大量使用優(yōu)質(zhì)鋼材的超高層建筑難免需要很高的造價(jià)，不過(guò)作為地標(biāo)和世界級(jí)建筑也值得。五、學(xué)習(xí)心得1.結(jié)構(gòu)對(duì)建筑的作用通過(guò)對(duì)吉隆坡雙子星塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)的研究，對(duì)超高層建筑結(jié)構(gòu)和摩天大樓設(shè)計(jì)有了更深入的了解。對(duì)于一個(gè)建筑，結(jié)構(gòu)起著至關(guān)重要的作用，結(jié)構(gòu)不僅能滿足建筑的受力承重功能，如利用得好更能展現(xiàn)結(jié)構(gòu)造型的魅力。尤其是超高層建筑，將結(jié)構(gòu)美體現(xiàn)得淋漓盡致。從某種意義上來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)承擔(dān)了一座摩天大樓的整幅骨骼。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一點(diǎn)不亞于建筑設(shè)計(jì)的作用，兩者須完美結(jié)合才能成就一座優(yōu)秀的建筑。2.建筑設(shè)計(jì)要注重人文吉隆坡雙子星塔是馬來(lái)西亞的標(biāo)志，為一個(gè)國(guó)家設(shè)計(jì)一個(gè)象征不是一件容易的事情。建筑設(shè)計(jì)不能離開(kāi)人文，不