8月3日上午，隨著大廈主體結(jié)構(gòu)最后一根鋼梁吊裝就位，目前國內(nèi)在建最高樓——“上海中心”實現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)封頂。
上海中心大廈位于銀城中路501號，與金茂大廈、環(huán)球金融中心共同組成一組三角的“品”字型關(guān)系的建筑群。上海中心大廈地上可容許建筑面積大約38萬m2，地下層面積約14.3萬m2。工程主要包括以下幾個組成部分：1）一幢超高層塔樓建筑，塔樓地上124層，建筑高度632m，結(jié)構(gòu)屋頂高度約580m。2）一幢七層高的裙房建筑，地上建筑面積約為24600m2。3）一個五層地下室建筑，用作零售、泊車、保養(yǎng)和機電功能。
一、主體結(jié)構(gòu)
上海中心大廈塔樓采用了“巨型框架-核心筒-伸臂桁架”抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。該結(jié)構(gòu)體系由以下幾部分組成：
（1）巨型框架結(jié)構(gòu)由8根巨型柱、4根角柱以及8道位于設(shè)備層的兩層高箱形空間環(huán)帶桁架組成，巨型柱和角柱均采用型鋼混凝土柱。
（2）核心筒為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，截面平面形式根據(jù)建筑功能布置由低區(qū)的方形逐漸過渡到高區(qū)的十字形，在地下室以及1~2區(qū)核心筒翼墻和腹墻中設(shè)置鋼板，形成了鋼板組合剪力墻結(jié)構(gòu)。
（3）沿塔樓豎向共布置6道伸臂桁架，分別位于2，4~8區(qū)的加強層。伸臂桁架在加強層處貫穿核心筒的腹墻，并與兩側(cè)的巨型柱連接起來，增加了巨型框架在總體抗傾覆力矩中所占的比例。
在豎向荷載傳遞方面，每道加強層處的環(huán)帶桁架將周邊次框架柱的重力荷載傳遞到巨型柱和角柱上。另外，在每個加強層的上部設(shè)備層內(nèi)，設(shè)置了多道沿輻射狀布置的徑向桁架，徑向桁架一方面承擔了設(shè)備層內(nèi)機電設(shè)備以及每區(qū)休閑層的豎向荷載，同時，在外部懸挑端，通過拉索懸掛起下部每個區(qū)的外部玻璃幕墻。
上海中心大廈結(jié)構(gòu)體系構(gòu)成1
上海中心大廈結(jié)構(gòu)體系組成2
上海中心大廈豎向功能分區(qū)
上海中心大廈平面和局部剖面圖
二、型鋼混凝土巨型柱
巨型柱是上海中心結(jié)構(gòu)體系中的重要組成部分，其自身受力性態(tài)關(guān)系到整個塔樓的豎向荷載和水平荷載的傳遞以及塔樓剛度控制?！督M合結(jié)構(gòu)構(gòu)件在上海中心大廈中的應(yīng)用與研究》（《建筑結(jié)構(gòu)》2011年12期，作者：丁潔民，巢斯，吳宏磊，何志軍，趙昕）對上海中心巨型柱截面選型、承載力性能、構(gòu)件延性作了詳細分析與研究。
巨型柱屈曲分析
巨型柱承載力分析
上海中心大廈組合柱有限元模型
三、建筑幕墻設(shè)計
上海中心大廈采用了非常獨特的雙層幕墻系統(tǒng)，其內(nèi)幕墻沿著樓板邊界呈圓柱形布置。外幕墻的平面形狀為一個倒角等邊三角形，沿高度旋轉(zhuǎn)收縮上升形成了外幕墻非線性的曲面造型。整個外幕墻，從底到頂經(jīng)過120°的旋轉(zhuǎn)上升，創(chuàng)造了形態(tài)柔和、螺旋上升的椎體建筑形態(tài)，賦予了整個塔樓一個非常獨特標志性造型和外部立面。風洞試驗結(jié)果表明，該建筑形態(tài)相比體量相近的棱錐形態(tài)的塔樓, 其承擔的風荷載減小了約25%。
典型幕墻剖面透視圖
鑒于幕墻幾何形態(tài)的復(fù)雜性，方案階段就對幕墻的板塊構(gòu)造進行方案優(yōu)選，最終采用了層層退臺的直立階梯式單元式幕墻系統(tǒng)，該系統(tǒng)兼顧了建筑效果、幕墻的功能以及構(gòu)造安裝的可操作性。
幕墻系統(tǒng)與主結(jié)構(gòu)關(guān)系
（1）外幕墻支撐結(jié)構(gòu)體系選型與設(shè)計
由于上海中心大廈外幕墻幾何形態(tài)復(fù)雜，分區(qū)體量超大且遠離主體結(jié)構(gòu)，如何設(shè)計幕墻支撐結(jié)構(gòu)使得幕墻效果美觀、視覺通透是幕墻支撐系統(tǒng)的設(shè)計的關(guān)鍵。在幕墻支撐體系的方案比選階段，曾提出了剛性三向網(wǎng)格支撐方案，該方案的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)變形小，施工難度較低，但是該方案構(gòu)件截面及節(jié)點巨大，嚴重影響建筑效果且用鋼量較大。
幕墻三向斜交網(wǎng)格方案
為適應(yīng)扭曲上升的外幕墻幾何形態(tài)，同時滿足建筑師對外幕墻視覺通透性的要求，外幕墻支撐結(jié)構(gòu)最終采用了由“吊桿-環(huán)梁-徑向支撐”組成的分區(qū)懸掛的柔性懸掛式幕墻支撐結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)具有傳力路徑簡潔、結(jié)構(gòu)與幕墻幾何形態(tài)吻合度高、視覺阻礙小等優(yōu)點。
幕墻支撐結(jié)構(gòu)體系構(gòu)成
（2）幕墻與主體結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造
由于幕墻系統(tǒng)與主體結(jié)構(gòu)之間會產(chǎn)生較大的豎向相對變形差，如果幕墻支撐與主體結(jié)構(gòu)的連接有關(guān)構(gòu)造不能吸收或釋放這些變形，將導(dǎo)致幕墻支撐結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力、幕墻板塊因與主體結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞而破碎。為此在幕墻支撐結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)間連接采用了比較特殊構(gòu)造，這些構(gòu)造主要有下述3類。
（a）徑向支撐與樓板連接構(gòu)造
徑向支撐與樓板的連接構(gòu)造分為兩類。一類徑向支撐較長，支撐線剛度小，對其兩端豎向位移差不是特別敏感，這類徑向支撐與主體結(jié)構(gòu)的連接采用了鉸接構(gòu)造以吸收環(huán)梁與樓面的豎向位移差。另一類徑向支撐較短，且外端與曲梁剛接，彎曲線剛度大，對其兩端的位移差非常敏感，較小的位移就將導(dǎo)致支撐產(chǎn)生很大的彎矩，這類徑向支撐與主體結(jié)構(gòu)的連接采用了滑動連接構(gòu)造，該構(gòu)造可相對樓面豎向滑動，從而消除支撐兩端的位移差。
徑向支撐鉸接構(gòu)造
短支撐滑動節(jié)點
（b）限位約束滑動構(gòu)造
在環(huán)梁對應(yīng)樓層設(shè)置箱形限位牛腿，環(huán)梁箱形牛腿伸入樓面限位牛腿中，并在環(huán)梁牛腿與樓面限位牛腿間設(shè)置滑板，以便環(huán)梁相對樓面上下、前后滑動，而在環(huán)向約束環(huán)梁的位移。
限位支座
（c）底環(huán)梁豎向伸縮節(jié)點
每區(qū)最下方的環(huán)梁與樓面結(jié)構(gòu)連接節(jié)點采用了豎向伸縮節(jié)點。該節(jié)點連接即能為環(huán)梁提供側(cè)向約束防止環(huán)梁在環(huán)向和徑向產(chǎn)生較大變形，又能允許環(huán)梁與主樓之間相對自由滑動，防止底層玻璃板塊和吊桿受壓。為了防止環(huán)梁因溫度作用引起的膨脹或收縮阻礙豎向伸縮節(jié)點滑動，同時在底環(huán)梁中設(shè)置了伸縮縫以釋放環(huán)梁的環(huán)向溫度應(yīng)力。
豎向伸縮節(jié)點
小編特意整理了本刊已發(fā)表的關(guān)于“上海中心”的文章，供廣大結(jié)構(gòu)工程師選讀，具體如下：
2010年11期：上海中心大廈輸入地震動分析與選用 [作者：趙昕，孫華華，丁潔民，祁曉昱]；
2011年5期：上海中心大廈地下室翼墻性能分析 [作者：孫華華，趙昕，李學(xué)平，丁潔民，周瑛]；
2011年5期：上海中心大廈日照溫差效應(yīng)分析 [作者：鄭毅敏，張盼盼，趙昕，鄭彧]；
2011年11期：上海中心大廈模型振動臺試驗研究 [作者：田春雨，張宏，肖從真，曹進哲]；
2011年12期：組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件在上海中心大廈中的應(yīng)用與研究 [作者：丁潔民，巢斯，吳宏磊，何志軍，趙昕]；
2012年5期（華東院專欄）：上海中心大廈結(jié)構(gòu)第三方獨立審核 [作者：汪大綏，包聯(lián)進，姜文偉，王建，周建龍]；
2012年6期：上海中心大廈樁基礎(chǔ)變剛度調(diào)平設(shè)計 [作者：姜文輝，巢斯]；
2013年9期：上海中心大廈柔性懸掛式幕墻支撐結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計 [作者：丁潔民，何志軍]。
