中建东北设计院与建研科技股份公司合作，以构件 实际配筋和截面为基础，采用ABAQUS程序对ST1进行了 动力弹塑性分析。
经校核，与初步设计采用的LS-DYNA程序的计算结 果基本一致。
ST1动力弹塑性最大层间位移角
ST1动力弹塑性最大位移
超塔ST1动力弹塑性分析结果：
最大层间位移角为1/183；
A型柱
B型柱
型钢采用Q345GJC 最厚钢板为100mm 非节点区最大含钢率 10.9%
根据模型试验和构件验算的结果，综合考虑了加工、运输和安 装的可行性，优化和改进了巨型柱中型钢间的连接构造。
增加约束混凝土的面积，尤其是在受力最大的角部； 确保巨柱在双向荷载作用下能够整体共同工作； 避免独立多肢型钢间难以施工的钢筋布置。
巨型柱中 型钢加工
转换桁架预拼装
组合巨柱施工
巨柱和支撑节点
钢构安装
施工现场
施工现场
ST2超塔主体封顶： 2012年10月15日
ST1超塔主体封顶：预计2013年6月
在剪力墙平面布置突变部位增设暗梁和型钢暗柱；
在最大层间位移角楼层附近提高巨型柱的含钢率、 增设剪力墙中的型钢暗柱、提高竖向构件配筋（箍） 率。
六. 组合巨柱截面优化
巨型柱受力特点：
• 非节点区柱段 以轴力为主
• 节点区有较大 的弯矩和剪力
• 巨柱在节点区同 时承受双向的剪 力和弯矩
轴力图
弯矩图
剪力图
大连中心·裕景(公建) 巨型组合柱结构设计
中国建筑东北设计研究院有限公司
一. 工程概况
大连中心·裕景(公建)
超塔ST1： 地上80层 建筑总高383米
超塔ST2： 地上62层 建筑总高279米
商业裙楼：地上6层 整体地下室：4层
总建筑面积：47.59万平米
中庭
空中花园
中庭外观
超塔ST1效果图
防震缝 Seismic Joints
顶点最大位移为1415mm；
最大层间位移角出现在最上面两个桁架 层之间第64-72层。
核心筒四周的主要剪力墙破坏较轻，只有底部个别墙肢出 现少量塑性应变。
巨型柱内的钢骨和钢筋均处于弹性状态，混凝土压应力未 达到峰值。
大支撑的钢管处于弹性状态。
转换桁架最大应力为173MPa，未进入塑性。
龙骨柱最大应力为307MPa，龙骨支撑最大应力为203MPa， 均未进入塑性。
超塔ST1
超塔ST2
裙楼西部 Podium West
裙楼中部 Podium Center
裙楼东部 Podium East
整体地下室最长：340米 裙楼设缝后最长：141米
大连中心·裕景(公建)总平面图示意
二. 结构体系
巨型支撑框架-混凝土内筒 混合结构。
采用内、外筒双重抗侧力 结构体系。
内筒：钢筋混凝土核心筒 外筒：巨型支撑框架
ST1中震作用下的剪力调整
三. 构造特点
次框架局部
转换桁架
次框架柱顶与桁架的连接
次框架柱与大支撑和桁架脱开，可避免 大支撑进入塑性对次框架承载力的影响。
次框架柱穿大支撑节点
A型巨柱 与圆形龙骨柱接连
B型巨柱 与箱形大支撑连接
巨柱的钢骨在节点区采用K型钢板 与大支撑和桁架连接
四. 弹性计算
分别采用ETABS﹑SATWE程序进行了计算， 结果非常接近。
巨型柱截面优化
巨型组合柱截面特点： 1。尺寸较大，底层3.2mX3.2m； 2。截面非双轴对称； 3。含钢率较高，初步设计最大含钢率为9.2%； 4。初步设计为3个型钢分散布置。
根据抗震设防专项审查意见： “改进巨型柱中多肢型钢间的连接构造，并通
过模型试验复核在轴向和双向偏心支撑荷载下巨型 柱的承载力。”
A型柱
B型柱
巨型组合柱施工图截面
巨型组合柱截面验算
根据巨型柱试验结果： 1。构件截面未屈服时，基本满足平截面假定。 2。构件轴心受压和偏心受压承载力，可以用有限元分析求
得，也可采用截面特性分析软件求得的结果乘以一定的 修正系数。 3。通过试验与计算结果对比，不考虑混凝土约束效应将得 到偏安全的计算结果。
RC Core 钢筋混凝土核心筒
61~80层
巨柱截面： 3200X3200~2500X2500 混凝土强度：C60
31~60层
ST1标准层平面布置图
1~30层
ST1外筒展开图
61-80层核心筒
主要墙肢厚： 1400~600 混凝土强度： C60/C50
31-60层核心筒
8-30层核心筒
1-7层核心筒 ST1核心筒平面
在15层以上，外筒承担了超过 一半的倾覆弯矩。
ST1核心筒承担的倾覆弯矩
风荷载作用
小震作用
在15层以上，外筒承担了接近一半的楼层剪力。 其中，大支撑是外筒主要的抗剪构件。
ST1核心筒﹑大支撑承担的楼层剪力
根据抗震设防专项审查意见： “巨型支撑框架承担的中震 地震剪力应适当放大，并且 不宜小于总地震剪力25％”。 在60层以上部分楼层需要进行 剪力调整。以满足结构抗震设 防二道防线的要求。
业主委托建研科技股份公司进行了巨型组合柱 的模型试验。
初步设计截面
试验柱截面
A型柱
B型柱
对比试验的 有连接板截面
A型柱
B型柱
型钢上端
钢筋绑扎
型钢
试验模型
试件下端
试验加载
轴压加载
一定轴力作用下、施加往复 侧向荷载
考察构件的轴心受压和偏心受压承载力
无连接板B型柱裂缝分布
有连接板B型柱裂缝分布
无连接板的试件比有连接板的试件先出现裂缝，且裂缝开展较快。 A、B型柱设置连接板后，构件屈服后的延性有明显改善，破坏状态 较轻。 B型柱的角部先出现竖向裂缝； 无连接板的B型柱，当轴压比较大（接近0.8）时延性较差，破坏时 出现较大的竖向裂缝。
Hypo-Frame 次框架
Transfer Trusses 转换桁架
RC Core 钢筋混凝600 混凝土强度： C60/C50 巨柱截面: 2800X2800,2500X2500 混凝土强度：C60
1~30层
ST2标准层平面布置图
风荷载作用
小震作用
ST1超塔，ETABS程序计算结果：
自振周期（秒） T1=6.80 X向 T2=6.35 Y向 T3=3.18 扭转
最大层间位移角
地震 X向 1/1242
风
X向 1/551
Y向 1/1274 Y向 1/564
ST1地震荷载层间位移角
ST1风荷载层间位移角
五. 抗震性能化设计
根据抗震设防专项审查意见
大部分连梁内钢筋屈服，混凝土开裂，连梁破坏区域集中 于梁端。
大震作用下结构仅有轻度损坏， ST1超塔满 足“大震不倒”的抗震设防要求。
ST1施工图加强措施：
根据结构计算和抗震性能化设计需要，采取了下列 加强措施。
改进巨柱截面构造，并调整巨柱的含钢率；
增加底部加强区的主要墙肢厚度并在墙中增设型钢 暗柱；
采用截面特性分析软件计算，并不考虑混凝土的约束 效应，本工程巨型柱承载力可满足中震弹性要求。
1-16层柱
17-31层柱
B型柱CC1中震弹性承载力图
七. 钢结构制作与施工
A型柱非节点区 A型柱节点区
B型柱非节点区
B型柱节点区
• ST1塔楼巨型柱中钢骨最大分节长度12米； • 最大分节重量87吨； • 采用了国内目前最大的塔吊ZSL3200； • 钢骨分节满足运输和吊装要求。
角部的5个巨型SRC柱 每15层设1道转换桁架 跨15层的大支撑
外筒在中庭处用龙骨柱封闭， 加强整体刚度。
Mega Braces 大支撑
K Braces 龙骨支撑 Mega Columns 巨型SRC柱
超塔ST1结构体系
Hypo-Frame 次框架
Transfer Trusses 转换桁架
Dragon Column 龙骨柱
巨型支撑框架-混凝土内筒 混合结构
采用内、外筒双重抗侧力 结构体系。
内筒：钢筋混凝土核心筒 外筒：巨型支撑框架
角部的5个巨型SRC柱 每15层设1道转换桁架 跨15层的大支撑
Mega Braces 大支撑
外筒刚度已足够，在角部不设 封闭支撑。
Mega Columns 巨型SRC柱
超塔ST2结构体系
设计地震动参数： 小震按“安评”和规范的较大值，中、大震仍按
规范采用。
结构抗震性能目标： 内筒主要墙肢（包括斜向墙肢）的偏压、偏拉、
受剪承载力按中震弹性复核，并满足大震下的截面剪 应力控制要求。
外框柱和大支撑的承载力按中震弹性复核。 转换桁架构件承载力按大震不屈服复核。
ST1动力弹塑性分析
根据超限抗震审查要求，ST1结构高度超过300m， 应由两个不同单位进行独立的动力弹塑性计算校核。