大型扭曲结构分类及其在高层建筑中应用

发布时间：2022-02-12 19:25

　　大型扭曲结构是一种能较好地实现建筑美学与结构逻辑完美融合、协同创新的新型结构,具有将水平荷载转化为构件轴向力、充分发掘结构空间作用潜力的典型特征。首先,介绍了扭曲结构及其演变产生的过程,分析了其5个典型特征,指出了其不足,给出了其适应范围;其次,介绍了该类结构的组成,给出了基于不同特征的6种分类方法,为今后该类结构创新奠定了基础;最后,较为系统地收集、梳理和统计了国内外48栋高层或超高层扭曲结构的相关资料,给出了他们的直观图片,介绍了国内外采用扭曲结构的4栋典型工程案例,为全面认识、了解、推广应用扭曲结构提供了有益借鉴。 

【文章来源】：建筑科学. 2020,36(S2)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

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图6 广州新电视塔高层扭曲建筑结构具有以下不足:扭曲的体型与建筑结构构件，决定了建筑、结构设计难度大，杆件与节点种类多，上下层构件间连续性差，竖向荷载下即可产生扭剪，空间内力分析复杂，节点受力、构造、加工与施工安装复杂;每层旋转一定角度的标准层及其复杂多变的曲线性造型，导致不规则构件增多，更需要精密的测量控制，对建筑、结构、装修的施工建造要求提高，测量定位难度大，工期长;结构旋转引起的各类管道设施等安装困难突出;消耗建筑材料较多，整体造价较高。同时虽然人们对该类结构特征与性能等进行了一些有益的研究和探索，但其研究内容还不系统、深入，缺少比较成熟的理论研究、震害教训和足够的实践经验，工程应用数量不多，应用范围有限，积累的设计与施工经验较少，还没有建立起该类结构的设计规范与方法;核心筒与周边扭曲结构与楼屋盖协同工作复杂，周边扭曲筒体总体上主要依靠杆件轴向刚度提供结构刚度，故其结构刚度较大，延性与塑性耗能能力较差。

扭曲结构首先以双向扭曲的斜交网格型式在规则建筑体型的高层与超高层建筑中得到应用，文[55]给出了国外部分斜交网格结构在高层与超高层建筑中应用的统计结果。即自从1963年建成的世界第一栋基于双向斜交网格扭曲结构的IBM大厦(美国匹兹堡市，13层)后，陆续建成了一系列各具特色的该类结构的扭曲高层与超高层建筑，如2006年建成的伦敦瑞士再保险大厦(179.8m,50层，图8)和纽约赫斯特大厦(182m,46层，图9),2008年建成的日本东京的蚕茧大厦(203.65m,50层，图10)和荷兰阿姆斯特丹维瓦尔第塔(24层，87m，图11),2009年建成的卡塔尔多哈外交部大楼(231m,44层，图12)和卡塔尔飓风大厦(200m,52层，图13)、哈萨克斯坦阿拉木图金融中心双塔(48层，216m，图14)、澳大利亚麦考瑞银行大楼(11层，图15)、迪拜0-14塔(22层，105.8m，在其0.4m厚的钢筋混凝土外墙上面凿以五种大小不一的1326个斑点状孔，图16),2010年建成的阿拉伯首都之门(160m,35层，整体结构朝西倾斜达18度达到比萨斜塔的4倍，图17)、多哈泰马尔综合大厦(72层，图18),2011年建成的加拿大卡尔加里的天弓大厦(236m,58层，图19)等高层建筑。这一时期的这些斜交网格扭曲高层建筑体型及相应的扭曲结构相对较为规则(除首都之门外)，设计与建造也相对简单，为人们建造体型更为复杂扭曲的单向扭曲建筑结构奠定了基础，积累了经验。图9 赫斯特大厦

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3622295