美国芝加哥南威克大街311号大楼结构设计成果

2023-08-23 理论教育版权反馈

【摘要】：结构设计是美国达拉斯的Brockette、Davis、Drake。图10-32 美国芝加哥南威克大街311号大楼a）照片 b）底层平面 c）48层平面 d）52层平面由于高强混凝土的应用，可以降低层高，在同样的高度下，可建造更多楼层。

1.概况

1990年建成的办公楼，采用钢筋混凝土筒中筒结构，建成时为美国最高、也是世界最高的钢筋混凝土结构，采用了强度为12000psi（83MPa）的高强混凝土。地下3层，地上共70层，总高294.7m，其中65层是办公用房，顶部5层是钢结构和玻璃墙面，像一个大灯笼点缀在芝加哥的上空。大楼裙房是冬季花园，也是大楼的入口。

主楼底部平面为梯形，沿高度有三次收进，14层、47层收进不大，51层以上成为正八角形平面，大楼的照片和平面见图10-32。结构设计是美国达拉斯的Brockette、Davis、Drake。采用钢筋混凝土结构的原因是可以节省几百万元美金，最后造价是1.25亿美金。

图10-32 美国芝加哥南威克大街311号大楼

a）照片 b）底层平面 c）48层平面 d）52层平面

由于高强混凝土的应用，可以降低层高，在同样的高度下，可建造更多楼层。在芝加哥与本工程同时建成的还有一幢高层钢筋混凝土结构——咨询广场大厦2（Two Prudential Plaza），该建筑地上64层，地下5层，屋顶高度278m，上有25m高的塔桅，总高303m。59层以下采用钢筋混凝土框架—核心筒—伸臂结构，60层以上采用钢结构，结构平面见图10-96。

2.结构

芝加哥南威克大街311号大楼采用钢筋混凝土筒中筒结构。

钢筋混凝土柱间距不等，为14～32ft（4.3～9.75m），柱的轴力大约有12000～30000kips（53376～133440kN），窗裙梁高36in（914mm）。

核心筒为由底到上贯通的钢筋混凝土筒，51层以上减小为2个槽形截面，底层墙厚36英寸（914mm），上部厚度减小。

外柱和内筒之间有楼板大梁，跨度为40～48ft（12.2～14.6m），梁高39in（991mm），在柱端加腋以增大梁刚度，楼板大梁可减小结构侧移。

为减小层高，采用无粘结预应力楼板，内筒与外柱之间设置了一些柱，并在柱顶设10in厚（254mm）柱帽，可进一步减小板的跨度，板厚4.5in（114mm）。事实上，只在2～3层楼板上施加了预应力，因为施加预应力要使每层楼的施工时间延长1天，上层楼板改用75级钢筋代替原来的60级钢筋，可以不用预应力，楼板厚度也不必增加，这样可缩短工期。

采用了高强混凝土，核心筒混凝土由12000psi减小到10000psi，最后减到8000psi（分别为82.8MPa，69MPa，55.2MPa），柱子相同，最上部减到6000psi（41.4MPa）。

因为规范要求当柱和楼盖混凝土强度相差1.4倍以上时，梁、柱节点需要另行浇筑与柱强度相同的混凝土，为了避免增加工序，13层以下的楼板混凝土采用了9000psi（62MPa），其余楼板混凝土强度为7500psi（51.7MPa）。

采用桩基—筏板基础，筏板厚8ft（2.44m），桩长约92ft（28m），直径72in和84in（1829mm和2134mm），伸入岩层。

地下室采用逆作法施工，缩短了工期，提前4个月进入上部结构施工，上部结构的混凝土全部用泵送法浇筑。

3.分析

按100年重现期的风荷载设计（当地规范要求用50年重现期风荷载设计）。

美国芝加哥南威克大街311号大楼结构设计成果

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