中國最高建筑——上海中心大廈的幕墻系統采用了獨特的雙層幕墻系統,其中內幕墻沿樓面邊緣呈圓柱式布置,外幕墻平面呈圓角三角形,且呈現扭轉收縮上升的幾何形態,遠離主體結構懸掛在上下兩道加強層之間。由于外幕墻體量巨大、幾何形態不規則,且采用柔性的支撐結構體系,給外幕墻的分析、設計、建造帶來許多前所未有的技術挑戰。
1 工程概況
上海中心大廈位于上海浦東新區陸家嘴金融區,與金茂大廈和上海環球金融中心相鄰,為一棟多功能的摩天大樓,主要用于辦公用途,同時配有酒店、商業、觀光等其他公共設施。塔樓結構高度580m,建筑總高度632m。地上酒店區、辦公區、觀光區共124層,頂部設備用房5層,此外還有裙房7層,地下室5層,總建筑面積共58萬m2。
塔樓主體結構采用巨型框架-伸臂-核心筒結構體系。巨型框架由8根巨型柱、4根角柱及8道位于加強層的箱形空間環帶桁架組成。巨型柱和角柱均為鋼骨混凝土柱,分別在8區頂部和5區頂部終止。兩層高的箱形環帶桁架既是抗側力體系巨型框架的一部分,也是建筑周邊次框架柱的轉換桁架。核心筒平面形狀沿高度根據建筑平面功能作相應調整,底部平面為30m×30m的方形布置,中部為切角方形布置,頂部為十字形布置。塔樓的2,4~8區共設置了6道兩層高的伸臂桁架。伸臂桁架將巨型柱與核心筒聯系起來,既能約束核心筒的彎曲變形,又能高效地利用周圍的8根巨型柱以減小結構的整體變形和層間位移。此外,各分區的加強層均設置了徑向桁架作為幕墻結構的支承系統。
上海中心大廈采用了獨特的內、外雙層幕墻系統,內幕墻沿著樓板邊緣呈圓柱式置。遠離主體結構且扭轉收縮向上的外幕墻系統是這座建筑區別于其他超高層建筑的顯著特點之一。外幕墻平面形狀呈一個三邊鼓曲、三角倒角的等邊三角形,在高度方向,繞著圓柱體樓面逐層旋轉、收縮向上,由此導致內外幕墻在空間上分離。整個外幕墻系統被外伸的設備層在垂直方向上分成相對獨立的9個區域(9區為塔冠區),每個區在內外幕墻之間形成寬度變化并向上延伸的12~15層、高約55~66m的流線形中庭空間。