同濟(jì)大學(xué)土木工程本科畢業(yè)設(shè)計(jì)譯文正文0530修改羅兆奇

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共11頁(yè)第1頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊迪爾伯恩七南大廈結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)WilliamF.BakerLawrenceC.NovakRobertC.SinnJohnR.Viise【摘要】擬于芝加哥建造的迪爾伯恩七南大廈（7SouthDearbntower），高度將達(dá)到2000英尺（609米），建成之日將會(huì)成為世界上最高的建筑，同時(shí)也會(huì)是世界上最為細(xì)長(zhǎng)的高樓之一（高寬比接

2、近8.5：1）。這座多用途建筑將把底層用于商業(yè)，較低層用于辦公，稍高層用作住宅，而通訊設(shè)備（包括數(shù)字信號(hào)廣播）將占據(jù)最高的幾個(gè)樓層。為這座大樓設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性抗側(cè)力體系主要由一個(gè)鋼筋混凝土核心筒構(gòu)成，同時(shí)為連接核心筒與結(jié)構(gòu)下半部的周邊鋼柱，在設(shè)備層設(shè)置了鋼結(jié)構(gòu)外伸支架。對(duì)塔樓抗側(cè)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性分析是整個(gè)項(xiàng)目可行性研究的必備要素。基于結(jié)構(gòu)分析與風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果，該建筑對(duì)風(fēng)荷載的響應(yīng)（撓度與加速度）是確定的。對(duì)于高層建筑而言，抗側(cè)力系統(tǒng)構(gòu)件的尺

3、寸，主要是由結(jié)構(gòu)適用性功能要求控制，而并非是強(qiáng)度。為了更經(jīng)濟(jì)地建成該建筑，我們謹(jǐn)慎地在眾多選擇中確定構(gòu)件尺寸并有效地分配結(jié)構(gòu)材料，以確定花銷最少的結(jié)構(gòu)方案。本文總結(jié)了七南大廈的結(jié)構(gòu)體系，并給出了優(yōu)化策略，可在給定合并構(gòu)件約束的撓度或周期控制要求下確定最小成本的解決方案。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共11頁(yè)第3頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊結(jié)構(gòu)體系綜述基礎(chǔ)基礎(chǔ)七南大廈將會(huì)建在一個(gè)現(xiàn)有建筑的場(chǎng)地上

4、。使用的沉箱基礎(chǔ)系統(tǒng)將會(huì)利用直桿沉箱嵌入基巖中。上部結(jié)構(gòu)（拉力桿上部結(jié)構(gòu)（拉力桿“StayedMast”結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)）七南大廈的抗側(cè)力系統(tǒng)被描述為一個(gè)拉力桿“StayedMast”結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖3）。從基礎(chǔ)到停車層頂部的周圍鋼筋混凝土墻，強(qiáng)化了主塔樓的核心墻。厚達(dá)4英尺（1200mm）、平面尺寸達(dá)66英尺（20m）的鋼筋混凝土主核心墻（桅桿“Mast”），利用了強(qiáng)度高達(dá)12000psi（100MPa立方體強(qiáng)度）的高強(qiáng)混凝土。從結(jié)構(gòu)方面或者實(shí)際

5、方面看，位于停車層的外側(cè)混凝土墻都有效地提升了建筑的重心高度。從停車層的頂部到辦公層的頂部，通過(guò)多層外伸桁架組織起來(lái)的外部鋼柱束（拉鎖“Stays”）加強(qiáng)了混凝土核心。這些外伸桁架只會(huì)在力學(xué)層面起作用，在建筑上影響甚微。此外，為了使（影響景觀的）外部阻礙最小，這些鋼柱束的中心間距須保持在30英尺（9.1米）以上。從底部的住宅與通訊設(shè)備層到屋頂，核心筒獨(dú)立的抵抗施加的橫向與縱向荷載。扭轉(zhuǎn)剛度是通過(guò)停車層的不間斷核心墻與周邊混凝土管導(dǎo)出的。

6、樓蓋體系樓蓋體系較低的零售與地面層使用了雙向板無(wú)梁樓蓋體系，而停車層使用了復(fù)合鋼梁?jiǎn)蜗虬鍢巧w體系。辦公層則使用了復(fù)合樓蓋體系。復(fù)合鋼梁橫跨58英尺（17.6m），復(fù)合樓蓋桁架也或被使用。3英寸（75mm）的復(fù)合鋼架板其上覆蓋2.5英寸（63mm）厚的輕質(zhì)樓蓋板，以提供要求的防火等級(jí)。住宅與通訊設(shè)備層使用懸臂式后張法預(yù)應(yīng)力框架。從常規(guī)的鋼筋混凝土（117mm厚）單向板到（228~914mm厚）的后張法預(yù)應(yīng)力梁，都外伸出鋼筋混凝土核心墻。懸

7、臂式建筑在這些樓層非常有益：允許簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)（無(wú)外部柱）通過(guò)傳遞重力荷載到核心筒來(lái)維持核心的穩(wěn)定。此外，懸臂層平板消除了較高層豎向構(gòu)件尺寸差異帶來(lái)的問(wèn)題。風(fēng)工程風(fēng)工程基于該大樓“纖長(zhǎng)“的特點(diǎn)，高層住戶對(duì)大樓動(dòng)力特性的感受是抗側(cè)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)上主要考慮的問(wèn)題。塔樓的雙向平動(dòng)周期Tx=Ty=9s，與大樓的扭轉(zhuǎn)第三周期（2.5s）差異明顯。對(duì)住戶的動(dòng)力感應(yīng)要求非常嚴(yán)格：10~15mg的平移加速度（重現(xiàn)期10年）。在該項(xiàng)目的概念設(shè)計(jì)階段，加拿大的RED