直径2.8m圆形钢管混凝土柱，中国银联业务运营中心即将竣工

中国银联务运营中心位于上海浦东新区世博浦东园区A片区，为世博园A片区的最高点，坐落于浦东天际线的南端，将成为浦江沿岸的新地标，是世博园区域的重点项目。超高层主楼建筑高度为150m，地上总建筑面积约90380m2，

           

建筑组团由三座平面呈正方型的建筑构成，水平布局上略微交错，两栋五层高的裙房分置于高层建筑两侧。水平延伸的玻璃连廊坐落于宽敞大气的入口大堂之上，贯通了建筑群的三四两层。门厅和裙房之间分别提供了与北侧车行主入口和南侧公共广场人行主入口的直接连接。

建筑体块和立面形态的变化刻画出建筑不同功能区域，包括入口大堂、咖啡休息区、展示空间、员工餐厅和商务洽谈等，主体业务用房位于高层建筑内。建筑横向和竖向的结构形态相得益彰，极具张力，令人印象深刻。

gmp与施莱西·贝格曼结构事务所合作设计了中央混凝土核心筒，外围钢结构的”密柱框筒”体系，将受力结构与幕墙结构整合为一体，从而缩小了结构和幕墙之间的距离，实现开放式无柱大空间。塔楼结构柱在底部楼层通过转换被减少到角部的四根，保证了入口空间的通透开放。

采用钢框架-钢筋混凝土核心筒结构体系，其结构的竖向转换体系为转换梁+避难层拉索转换体系。

塔楼外框架在5层转换，通过设置在5层的伞状转换梁将外框荷载传递到底部的四根巨柱上，塔楼外框架在1至4层仅保留4颗巨柱。

在17层和28层避难层的角部，一共有8处的拉索布置，每处布置3根拉索，直径为120mm，且每根拉索施加2000kN预应力。通过在17层、28层避难层布置拉索，将部分外框架荷载分段传递至核心筒，从而减小外框架承担的竖向荷载。

本项目由于建筑造型独特，故对结构设计提出了更高的要求，为了更好的实现建筑师的设计意图，同时提高结构安全性和经济性，对塔楼中关键构件以及节点的设计进行系统的研究，具有着重要的实际意义。

本项目结构具有以下特点：

（1）巨型柱截面尺寸大。一般传统项目外框架直接落地，传力直接，而本项目由于建筑造型的要求，在底部1至4层外框架仅保留4根巨柱，5层以上外框架荷载需要通过设置在5层的转换结构集中传递到四根巨型柱上，巨型柱受力较大，采用圆形钢管混凝土柱，截面直径达到2.8m。

（2）转换层构件布置复杂、构件尺寸较大。为使外框架荷载有效传递至底部巨型柱上，采用伞状转换梁的结构体系，沿巨型柱径向设置8道转换梁，转换梁采用工字型变截面钢梁，转换梁根部截面高度4.3m，足有一层楼高度。

（3）节点构件组合复杂，节点设计难度大。其中巨柱与伞状转换梁的连接节点成为影响转换层及整个结构安全的最关键部位，在正常工况下由转换梁传递至巨柱的荷载达100000kN左右，而此类节点在国内外尚无先例，因此有必要对其进行专项研究。

鉴于中国银联业务运营中心塔楼的结构特点，在相近高度建筑中没有可以借鉴及参考的案例，所以要对相关节点问题进行专项研究，以指导本工程的转换层设计工作，并供今后建筑结构设计时参考。

3.1节点内力分析

研究分析表明，节点在地震工况的内力最大，而本节点存在8个分支，角度各不相同，需对转换梁分支进行各个角度的地震作用计算，以保证节点在不同地震作用方向下的安全性。

分析发现转换梁各分支剪力均在135°地震作用下达到最大值。这是由于在135°激励角的地震作用下，结构主要由核心筒、研究节点和转换层对角节点对应的巨柱构成了主要的抗侧力体系，而与研究节点相邻的两节点及巨柱则对结构体系的抗侧贡献度较小，所以对于整个结构的抗侧力体系而言，研究节点在135°激励角的地震作用下受力最大，各转换梁分支受力也会因此达到剪力最大值。

3.2 节点抗震性能目标有限元分析

根据塔楼抗震性能化设计目标，该节点须在多遇地震及设防地震下保持弹性，在罕遇地震下节点不屈服。将节点从整体模型中分离，利用ABAQUS有限元分析建立节点模型并施加相应地震内力组合，验证节点在弹性设计组合和屈服承载力设计组合下都能够满足要求。

3.3 抗连续倒塌分析

自美国911事件以来，抗连续倒塌研究成为国内外的研究热门之一。结构的连续性倒塌是由于建筑物在遭遇一些偶然荷载等突发情况下，部分结构构件失效，而导致结构整体坍塌的后果。巨柱节点转换梁对全楼的结构安全有控制性作用，若转换梁的某一分支由于一些意外情况断裂失效，则余下结构是否具备足够的承载力来保证全楼结构不会发生连续性坍塌，成为需要探讨的重点。

分别假设各分支失效情况下，其余分支能否在准永久荷载组合下保持结构安全。采用目前抗连续倒塌分析最常用的构件拆除法进行研究，在整体模型中将失效构件拆除，分析得出其余构件在准永久组合下的内力，并验证关键转换梁余下分支的应力均为超出钢材屈服值，节点具备足够的承载力来保证结构整体不会发生连续性倒塌。