第二十三届全国高层建筑结构会议论文集 2014年 一些超高摩天大楼的结构 赵西安 （中国建筑科学研究院北京 100013 提要中国已经是已建和在建500m以上超高摩天大楼最多的国家.
500m以上的超高摩天大楼统常采 用混凝土结构或混凝土一钢材混合结构.
混凝土的强度等级一般在C70以上，最高的已用C100.
钢管混凝土、 型钢混凝土和钢板剪力墙等组合构件大量运用.
混凝土结构多采用核心筒加剪力墙的体系：面混合结构则采用核 心简加外围大截面柱、巨柱再加伸臂析架加强层的结构体系，必要时还加上周边钢支撑.
美键词超高摩天大楼高强混凝土混凝土一钢混合结构 1.中国是超高层建筑最多的国家 近二十年来，随着中国经济实力的高速增长，城市化进程加快，基建投资也急剧增多，超大规模、超 高度的建筑如南后春笋在各城市拔地而起.
中国迅速超过美国，成为世界上超高层建筑最多的国家.
笔者根据手头资料的不完全统计，截至2014年8月，包括已经立项、设计中、施工中和已经建成的 超高层建筑，数量分布见表1.
其中，至少进行基础底板施工和已经建成的超高层建筑，数量分布见表2.
表1 立项、设计、施工中和建成的超高层建筑的分布（至2014年8月） 高度（m） 全世界 中国大陆 港台 700m以上 8 2 0 600m以上 27 13 0 500m以上 52 34 1 表2 在建和建成的超高层建筑的分布（至2014年8月） 高度（m） 全世界 中国大陆 港台 700m 以上 4 1 0 600m以上 10 6 0 500m以上 24 15 1 2.吉达沙特王国塔 2.1工程概况 沙特阿拉伯王国吉达正在施工一座高度1007m、208层的王国塔（图1）.
建筑平面为三叉形，立面 为针形，630m高度上有一个700m的室外观光平台.
由卫星照片可以看出基础底板施工完成，并可估计平面最小宽度为96m，H/B约为10.4.
赵西安，男，1940.7出生，研究员
第二十三届全国高层建筑结构会议论文集 2014年 80 图1王国塔立面为针形，630m高度上有室外观览平台 图22014年7月施工工地卫星照片 2.2 结构体系 本工程采用灌注桩基础.270根钻孔灌注桩，其中72根长度110m，直径1.5m：154根长度50m~88m， 直径1.5m：44根方桩，长度50m，长边1.8m（图3）.
布桩平面 灌注桩立面 桩头和钢筋 图3 王国塔的桩基础 王国塔考虑抗震抗风设计，但是不设地下室，基础底板厚度5.0m，底板顶部标高与地面齐平（图4）.
图 4 桩群和基础底板，没有地下室
第二十三届全国高层建筑结构会议论文集 2014年 图55m厚的底板就在地面标高上 图 6 王国塔的结构体系 图7核心简和周边剪力墙 王国塔965m以下的主体结构采用钢筋混凝土结构，中央部分布置三角形核心筒，向三个翼尖各伸 出两道纵向剪力墙，构成抗侧力结构的主体，同时用横向剪力墙予以加强（图6）.
双核心墙和双纵墙共同 工作，大大提高了结构体系在各个方向的抗震和抗风能力（图7）.
迪拜哈利法塔 3.1工程概况 迪拜哈利法塔是目前世界上已建成的最高建筑，其高度为828m，其中混凝土结构高度为601m.
基础底面埋深-30m，尖深度达70m.全部混凝土用量330000m3：总用钢量104000t（高强钢筋65000t； 型钢39000t）.
6.0m厚的基础底板坐落在桩顶上，三层底部楼层一侧有土埋下，另一侧作为入口没有埋深，实际 上没有作为基础埋深主要部分的地下室深度（图2）.
本工程的风力很大，又按照相当于8度进行抗震设 计，这种构造与我们国内设计思想很不相同.
沙特王国塔也是采用类似的设计方法.
世界第一和第二高建 筑均不设地下室的做法值得我们考虑.
第二十三届全国高层建筑结构会议论文集 2014年 图8哈利法塔一世界最高建筑 图9哈利法塔平面 图10 基础底板上直接连接上部楼层，最下部三层高15m，只在右侧有局部填土 2.2结构体系和结构布置 哈利法塔作了前所未有重大突破，采用了下部混凝土结构、上部钢结构的全新结构体系.
601m以下 为钢筋混凝土剪力墙体系：601m~828m为钢结构，其中601m~760m采用带斜撑的钢框架.
采用三叉形平面可以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 面可以保持平面形状简单，施工方便.
头铺(1300) 走药力晴：00 平板边康 周造柱00mm） 核心c0m 酒店标准层平新图 业备层标准层平面图 图11 结构的平面布置
第二十三届全国高层建筑结构会议论文集 2014年 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，共六道：横向分户墙作为纵墙的加劲肋：此外，每翼的端部还有四根独立的端柱.
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（图11~图13）.
Concrete perimeter columns lin Two-way Concrete or flat slab core walls Concrete columns nose PLAN Scale: 1:100 图12抗侧力结构布置 图13整座建筑如同一根竖向梁 中心筒的抗扭作用可以模拟为一个封闭的空心轴.
这个轴由三个翼上的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（图 13）.
由于加强层的协调，端部柱子也参加抗侧力工作.
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.
分段步步切断可以使墙、 柱的荷载平顺逐渐变化，同时也避免了墙、柱截面突然变化给施工带来的困难.
退台要形成优美的塔身宽 度变化曲线，而且要与风力的变化相适应（图14、图15）.
图14全高有21个退台 图 15 核心简-剪力墙结构体系 建筑设计在竖向布置了七个设备层兼避难层，每个设备层占2~3个标准层.
利用其中的五个设备层做 成结构加强层（图16）.
加强层设置全高的外伸剪力墙作为刚性大梁，使得周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 各构件徐变变形差.
