建筑结构丨全世界在建的高度最高的非对称三塔连体结构——南京金鹰天地广场设计及施工

工程概况

金鹰天地广场为集商业、酒店、办公、娱乐等功能于一身的城市高端大型综合体。总建筑面积约91.9万m²，地上约70.7万m²；地下约21.2万m²；由三栋高度均达到和超过300m的超高层建筑在200m左右的高空连接而成，连接体高43m，最大跨度达到71m，是目前全世界在建的高度最高、连体跨度最大的非对称三塔连体结构。T1塔楼共76层，高368m，T2塔楼68层，高328m，T3塔楼60层，300m。

离地近200m高的位置，设有一座空中连廊将三栋塔楼连接起来，位于43~48F，总高度约43m，跨度达71m，投影面积约4400m²。

基本工程结构形式如下：

• 基础：桩基+筏板基础

• 地下室：框架结构

• 裙房：框架+剪力墙+部分劲性柱

• 塔楼：钢框架+核心筒+连接体桁架体系

• 空中连廊：转换桁架+钢框架

结构体系

多重抗侧力结构体系：混凝土核心筒(下部采用钢板混凝土剪力墙)+伸臂桁架+型钢混凝土框架+连接体桁架，以承担风和地震产生的水平作用。结合建筑设备层与避难层的布置，沿塔楼高度方向均匀布置环形桁架。

空中平台六层中除顶层以外的五层周边设置整层楼高的钢桁架，钢桁架贯穿至相连的三栋塔楼核芯筒或与塔楼环形桁架相连，协调三栋塔楼在侧向荷载作用下的内力及变形。同时在连接体最下层设置转换桁架，以承担空中平台的竖向荷载。

SRC截面，钢骨的含钢率为5％～7％，塔楼A、B设置三道环形桁架，塔楼C设置两道环形桁架。塔楼A顶部外挑8.2m，通过在最高一道（位于59层）环带桁架上立一排钢柱来减小钢梁悬臂长度。

工程特点难点

裙房和地下室先期交付运营

• 先期交付运营势必造成施工场地缩减及多重交叉作业，因此对安全防护，防水防尘，运输及场地布置提出更高的要求。

• 建筑功能的成熟是交付运营的基础，先期交付的区域划定及相应建筑功能设施的完善必然在施工工序安排，机电幕墙等子系统工程方面采取高要求优化措施。

复杂环境下的超大、超深基坑施工

• 超大面积，超深深度，形状不规则，最终形成面复杂多变。

• 地质条件不利，临近地铁施工，周边高架矗立等特点使得该项目基坑施工困难重重。

高强度厚体积混凝土裂缝

• 本工程塔楼T1 塔楼底板厚度为5.1m，电梯井深坑处底板厚度更是达到11.85m，单次浇捣砼体量达3.2万方，为超大体积混凝土施工。如何确保混凝土正常供给，组织好现场砼的顺利浇捣，是地下室施工难点之一。

• 由于塔楼底板设计强度为C50，强度高、底板厚、水化热高，易产生裂缝。做好底板混凝土防渗抗裂，确保混凝土施工质量也是必须解决的技术问题。

塔楼超高层泵送

• 本工程塔楼所涉及的高泵程、高性能混凝土有核心筒、钢骨柱和楼板混凝土，强度等级涵盖5种标号。

• 面临如何确保砼具有高施工性、良好的体积稳定性、高可泵性、砼在凝结硬化的早期具有足够的强度和高耐久性，克服砼大流动性与抗离析稳定性之间的矛盾，处理好屈服应力与塑性粘度之间的流变关系等，同时防止裂缝产生。

空中连廊施工

• 连廊施工目前面临高度高，面积大，吨位高，非对称连接，危险性大及工期紧张等一系列问题。

• 空中连廊吊装及焊接过程中产生的变形对钢结构深化，施工方案优化提出更高的要求。

结构计算与分析

结构分析的过程是对特定结构规律的探索和把握的过程，超高层连体建筑体量大、功能多，对安全性的要求不言而喻。同时结构复杂，对结构抗震性能的影响因素众多，设计中很多问题的机理尚不为人们所掌握，对此类结构形式的研究和规律把握成为结构设计的首要工作。需要考虑：1) 塔楼的数量和结构形式；2) 结构的对称性；3) 塔楼的间距；4) 连接体的数量、刚度和位置；5) 连接体与塔楼的连接方式；6) 有大底盘时地盘层数、高度及楼面刚度。

刚性连接：连接体与主塔楼可靠连接，可协调塔楼间的变形；

弱连接：连接体刚度相对塔楼较小，使整体结构产生一定的整体弯曲作用。

用钢量：12.5万吨

结构体型由底边边长为160m、高度为760m的正四角锥通过几何切割而成

简化参考模型主要参数：左侧A塔，高度350m，宽度50m；右侧B塔高250m，宽度40m；两塔之间的连廊长度为75m，高度25m。

图4.2-图4.4为单独塔楼和连体结构的前三阶模态信息，可以看到，连接体的引入协调了各塔楼的变形，使得连体结构的振动模态较普通单塔结构发生了根本性的改变，各塔楼的同向和相向运动成为了主控振型。同时由于连接体的协调作用，增大了结构的整体刚度，减小了结构变形。

主要施工节点

土方开挖

基坑面积近5.3万m²，挖土深23m，深坑处挖深达34m，出土总量超130万m3，于2015年5月完成。

底板大体积混凝土施工

在场外进行了T1塔楼底板足尺试验，试验混凝土达200方，试验规模在全国位居前列。

基础底板采用C50P10混凝土，方量达12万方，其中T1底板单次浇捣混凝土3.2万方，为江苏省第一。

地下室主楼区域钢结构吊装

地下室三栋主楼钢结构总量约5500T，单件起吊最重达20T。

地下室结构施工

2016年2月，整个地下室结构出±0.000，完成施工的建筑面积20多万方，混凝土浇筑11万多方。

塔楼整体提升钢平台施工

本工程T1塔楼核芯筒施工采用筒架支撑式整体液压提升钢平台模架体系；T2和T3塔楼核芯筒施工均采用钢柱筒架交替支撑式整体液压提升钢平台模架体系。两套体系为超高层核芯筒施工提供了一个高效、封闭安全的操作环境，均由上海建工自主研发，是行业内最尖端的整体操作平台装备之一。

裙房结构施工

裙房建筑面积达21万m²，共9层，局部10层。结合地下室及主楼的商业，商业百货面积达到48万m²，将一举刷新韩国釜山新世界百货29万平方米面积的“全球最大百货公司”吉尼斯纪录。