日本动力智能大厦：高楼钢结构体系与工程实例

1.建筑概况

（1）日本东京拟建的动力智能大厦-200（Dynamic Intelligent Building-200），简称DIB-200。它是一座集办公、旅馆、公寓、商场及文化体育活动为一体的综合性特高楼房。

（2）大厦，地下7层；地上200层，高800m；总建筑面积为150万m²。大厦由12个单元体组合而成，每个单元体是一个直径50m、高50层的筒形建筑。该大厦的外观如图4-115b所示。

（3）大厦所采用的联体式建筑，具有如下优点：①商场、办公、旅馆、公寓可以自由布置；②可以提供空中花园；③遇火灾等紧急情况时，使用者可以临时移居到其他单元体；④有良好的天然采光和开阔的视野。

2.结构体系

（1）大厦的主体结构，采用由支撑框筒作“柱”、立体桁架作“梁”所组成的巨型框架体系。

（2）整个空间巨型框架是由12段巨型柱和11根巨型梁组合而成。每段巨型柱是一个直径50m、高200m的筒中筒结构，在平面布置上，第1层～100层，4个筒体分别置于方形平面的4个角，纵、横方向的中心距均为80m（图4-115a）；第101层～150层，3个筒体分别位于三角形平面的三个角；第150层～200层，仅布置一个筒体。整个空间巨型框架的概貌如图4-115b所示。

（3）联体式建筑的空间巨型框架的结构剖面如图4-116所示，它在结构受力方面具有如下优点：

1）圆柱形“支撑框筒”具有最小的风荷载体型系数。

图4-115 DIB-200的空间巨型框架

a）1层～100层结构平面 b）整体外观(www.xing528.com)

图4-116 DIB-200空间巨型框架的结构剖面

2）立体桁架式巨型梁所在位置的透空层，将进一步减小建筑表面的风压值。

3）空间巨型框架的巨型柱拉开一定距离，使整个结构的高宽比值较小。

4）对任何方向的水平荷载，整个结构都具有较大的抗推刚度和抗倾覆力矩。

5）配置双向斜杆式的圆柱形支撑框筒，水平和竖向荷载作用下，各杆件受力均匀。

6）支撑框筒的立柱，采用内填高强度混凝土的圆形钢管，具有很大的受压承载力。

3.地震反应控制系统

（1）为了进一步减小台风或强烈地震作用下的结构侧移和风振加速度，在结构上安装了主动控制减振系统。该控制系统由传感器、质量驱动装置、可调刚度体系和计算机所组成。

（2）当结构遭遇台风或强烈地震袭击时，安装在房屋内外的各个传感器，把收到的结构振动信号传给计算机，经过计算机的运算、分析和判断，启动安装在结构各个部位的地震反应控制装置，来调整建筑的重心以保持平衡，从而避免结构的强烈振动和较大侧移的发生。

（3）对比计算结果表明：安装主动控制减振系统后，遭遇强烈地震时，结构的侧移值得以削减40%左右。