世界最高建筑迪拜哈利法塔结构设计和施工(2)

增长。从此以后，筋混凝土核心筒加外围钢结构就成钢为超高层建筑的基本形式。国如上海金茂大厦 ( 9 7我 19

哈利法塔的建筑幕墙总面积为 1.万 m,其中塔 35

楼部分为 1万 m。幕墙总造价约为人民币8元 .为 2 亿约60 0, 0元 m。

年，2 4 0m)台北 1 1 1 9年， 8m)香港国际金融、 0 (9 8 4 、(0 0,2 m)广州西塔 ( 0 0,6 m)广州电视 2 1年 4 0、 2 1年 4 0、

20年 4 0、 2 0年 4 2m)上哈利法塔很高，力作用下，风上部楼层水平位移较塔 (0 9,6 m)上海环球金融 (0 9,9 、 2 1年 6 2m)深圳平安保险 (建，8 m),在 60 大，将酒店和公寓安排在下部楼层，办公楼层放在上海中心 (0 4,3

层，可获得更好的舒适性。按现在的布局，公寓最高层

等。均无一例外。

世界最高建筑迪拜哈利法塔结构设计和施工

21年 7 00月

赵西安：界最高建筑迪拜哈利法塔结构设计和施工世

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哈利法塔作了前所未有的重大突破，采用了下部化给施工带来的困难。全高2个退台要形成优美的塔 1混凝土结构、上部钢结构的全新结构体系。一 0 6 1 3 0 m

身宽度变化曲线，且要与风力的变化相适应。 建筑设计在竖向布置了7设备层兼避难层，个每个设备层占二三个标准层。利用其

中的5设备层做成结个

为钢筋混凝土剪力墙体系；0~ 2 m为钢结构，其中 6 18 8 6 17 0 0~6 m采用带斜撑的钢框架。我们可以比较一下：纽约世贸中心纯钢结构， 1的最大侧移为 1 0 4 2m处 0 0 m而哈利法塔混凝土结构，0处的最大侧移仅为 m; 61 m4 0mm。 5

构加强层 ( )加强层设置全高的外伸剪力墙作为刚图7。性大梁，使得端部柱的轴力形成大力矩抵抗侧向力的倾覆力矩。且，而刚性大梁调整了各墙、的竖向变形，柱使得它们的轴向应力更均匀，降低了各构件徐变的变形差

即使从哈利法塔本身来看。到混凝土结构的顶点61 0,最大位移仅4 0 m处 5 mm:到了钢框架顶点7 0 6 m

处，移就迅速增大至 1 5位 0mm;钢桅杆顶点 8 8 2到 2 m处，位移就达到了 1 5 0 4 mm。以哈利法塔把酒店和公所

寓都布置在6 1 0 m以下的混凝土结构部分；而将6 1 0 m

以上的钢结构部分作为办公楼使用。42结构布置 .

采用三叉形平面可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。时对称的平面可同

保持平面形状简单。工方便。施 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，道；向分户墙作为纵墙的加劲肋；外，共6横此 每翼的端部还有4独立的端柱。这样一来，侧力结根抗构形成空间整体受力，具有良好的侧向刚度和抗扭刚度 ( )图6。图7结构的5个加强层

5结构设计和结构分析51混凝土结构设计 .

混凝土结构设计按美国规范AC38 0进行。 I1— 2混凝土强度等级：2层以下为 C 0 1 7以上为 17 8;2层 C 0 8混凝土9弹性模量为4 0//采用硅 6。C 0 0 d 3 0Nmm, 8酸盐水泥，粉煤灰。加 进行了构件截面尺寸的仔细调整以减少各构件收

缩和徐变变形差。原则上使端柱和剪力墙在自重作用端

下的应力相近。由于柱和薄的剪力墙收缩较大，所以端柱的厚度与内墙相同， 60 m。设计时尽量考虑构取 0m件的体积与表面积的

比值接近，使各构件的收缩速度图6抗侧力结构布置

接近，少收缩变形差。减在立面内收处，钢筋混凝土连梁要传递竖向荷载

中心筒的抗扭作用可模拟为一个封闭的空心轴，

(包括徐变和收缩的效应 ),并联系剪力墙肢以承受侧向荷载。连梁按A I3 8 0附录A计，算图形为交 C 1— 2设计叉斜杆。这个设计方法可使连梁高度降低。

由3翼上的6纵墙扶壁而大大加强；而走廊纵墙又个道被分户横墙加强。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。由于加强层的协调，使端部柱也参加抗侧力工作。43竖向布置 .

楼层数量多，低层高有很大的意义。压标准层层高为32采用无梁楼板， . m,板厚为3 0 m( ) 0 m图8。52钢结构设计 .

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。分段步步切断可使墙、的柱荷载平顺地逐渐变化，同时也避免了墙、截面突然变柱

61 0 m以上是带交叉斜撑的钢框架，它承受重力、 风力和地震作用。框架逐步退台，第 l级的核心筒钢从 8六边形到第 2级的小三角形 .最后只剩直径为 1 0 9 0 2

世界最高建筑迪拜哈利法塔结构设计和施工

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建

筑

技

术

第 4卷第 7期 1

内力分析表明，钢筋混凝土塔楼部分地震力不起控制作用：裙房和顶部钢结构处，震内力对设计有但地作用。

6长期荷载分析和施工过程分析61超高建筑竖向荷载的时间和过程效应 .通常采用线性有限元分析竖向荷载下的墙、柱内

力和位移。随高度增加，这种分析方法会偏离真实情图 8厚度 30mm的无梁楼板 0

况。因为长期过程，即与时间相关的施工顺序、徐变、收

mm的桅杆。根桅杆是为保持世界第一建筑高度而专缩都会引起内力重分布，而且竖向荷载还产生水平侧这这 门设计的，它可从下面接长，不断顶升，留了2 0l预 0 I的移，些采用常规分析是不可能的。 l上升高度 ( )图9。哈利法塔设计中对这些因素进行了详细的分析。分析采用了 G 2 0 (0 4模型，虑了钢筋的影响， L 0 020 )考 也考虑了施工过程。62施工过程分析 .

施工全过程分成 1个阶段，采用三维模型进行分 5

析，同时也考虑了收缩和徐变。每个模型都代表施工过程的一个时间点，施加当时所增加的新荷载。到施工结束，还延续到5年后。分析 063补偿技术 .

施工过程中两个方向的平移应根据计算结果予以补偿、校正；向压缩则每层的层高应增加一个补偿值。竖 中心筒在施工过程中会产生偏心，偏心调整应每9。升高的桅杆]

层进行，可以通过纠正重力荷载产生的侧移 (弹性位移、基础底板沉降差、徐变、收缩 )来补偿。64竖向缩短 .

所有外露的钢结构都包铝板作为装饰。钢结构按美国钢结构协会AIC(结构建筑荷载和抗力系数设 S(钢计规范》行设计。进5 .结构分析 3

结构竖向压缩每层平均为4m整座建筑的顶点 m,

为 60 5 mm。这个缩短通过每层标高的调整来补偿。 由于收缩和徐变，钢筋混凝土竖向构件的内力会在钢筋和混凝土之间重新分配。由于要求两者应变相

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