[00126606]超高及复杂高层建筑结构关键技术与应用

中国高层建筑结构体系日趋复杂，高度不断刷新，给建筑结构设计与施工带来了诸多技术难题：既有结构体系不能满足建筑高度增加的需求，新型结构体系破坏机制不明确，缺乏可支撑建筑高度增加和功能多样化需求的新型构件、抗震新技术和配套施工技术。该项目组织科研、设计、开发与施工单位进行攻关，率先在中国对超高及复杂高层建筑结构关键技术进行了系统研究，在完成了32个整体结构模型和191个构件试验以及系统数值模拟分析的基础上，结合大量实际工程，通过结构体系破坏机制研究和系列化的组合构件、抗震及配套施工技术的创新，实现了超高及复杂高层建筑结构体系的完善和性能优化，突破了制约中国超高及复杂高层建筑发展的技术瓶颈。取得主要创新性成果如下：结构体系设计理论及方法：发现了型钢混凝土框架-核心筒结构倾覆破坏模式，提出了超高层结构抗倾覆性能化设计方法；揭示了组合结构框架与核心筒协同作用原理，提出了框架刚度控制方法；率先提出了高烈度地区多塔楼大跨连体设计理念及方法。填补了超高及复杂高层建筑结构体系设计中的空白。新型关键构件设计方法：首次提出了内置钢板-混凝土组合剪力墙抗震设计方法、钢管混凝土柱受剪承载力计算方法、高含钢率组合柱（墙）设计方法、考虑型钢作用的型钢混凝土构件构造要求等，克服了制约高层建筑高度增加和功能多样化的技术障碍。抗震及隔震新技术：研究了转换层结构、连体结构、体型收进、大悬挑结构等复杂高层建筑结构的受力特点，提出了抗震设计方法；首次将隔震技术应用于高层剪力墙结构，发明了适用于高层建筑的新型变刚度隔震支座及抗倾覆装置。攻克了复杂高层建筑结构地震安全性的难题。成套施工新技术：结合以上技术创新，以不同高度和结构形式的典型工程为载体，研究形成了超高及复杂高层建筑成套施工新技术。以此为基础，主编完成了中国首部关于组合结构施工的国家标准，解决了超高层组合结构及复杂高层结构的施工技术难题。该成果已成功应用于上海中心大厦（高632米）、深圳平安金融中心（高660米）、中国国际贸易中心三期（高330米）等数十项标志性建筑，为其中的9项工程节省直接投资2.2亿元。项目完成单位近三年新增销售额80.5亿元、新增利税6.5亿元。首次提出的框架-核心筒结构抗倾覆性能化设计方法和框架刚度控制方法已成为中国所有超高层建筑结构设计中均采用的方法，内置钢板-混凝土组合剪力墙技术已在中国绝大部分300米以上的超高层建筑中使用。以该成果为基础，出版专著2部，主持编修国家及行业标准7部，成果获国家发明专利2项、实用新型13项，国家及北京市工法4项，华夏建设科学技术奖一等奖2项，中国土木工程詹天佑奖1项，因“对高层建筑与城市环境的进步做出巨大贡献”，当代MOMA工程荣获世界高层都市建筑学会(CT-BUH)2009年度唯一的“全球最佳高层建筑奖”。