[转贴]：创新：一个全新的结构概念设计。 [精华]

门外汉

这是一名1952年毕业于Rensselaer理工学院的老土木工程研究生的超高层设计方案。钢结构，塔楼总高840米，下部420米是由四个方塔组成的群塔，其上是90米高的观光平台，在观光平台上面是120米和150米高的递减截面的塔楼，最上部分是60米的天线。

请讨论。

门外汉

对于这个结构偶不是很赞同,理由有如下：
1、由于下面结构形式与上面不同，所以必须有一个转换层了，
位置在图中大概红色部分吧，这个转换层相当难做，因为上面
还有420m高的东西，而且转换层的下面是空的。
2、如果这个结构下面（群塔)实体只有总共的4/9，这样使整个
结构的重心明显提高，从而不利于抗地震和风振。
3、如果把底下的1、2、3、4、5填上就是一个很普通的结构了，
如金贸！个人观点还不如填上，经济性更好！
以上是个人不成熟的观点，欢迎大家指点！

门外汉

看题目，设计值似乎很注重下面4个筒的创意，而非这个结构。西尔思是这样的9个筒，筒束，他突破了，取消了几个，于是是创意，当然也造就了独特的造型。
但是西而思大厦是上下一致的结构构思，概念非常明晰，上面小而轻，下面强而大。如 laughpang 所言，也没有转换层之忧。

门外汉

从整体上看，它是一个塔式建筑，而塔式结构从力学上看是一种非常合理的体系。这一点古代人就已经认识到了，古代的一些塔楼已有几百年的历史了，也经历了地震作用等的考验。所以我认为这个结构是很合理的。

门外汉

上面的这位老兄把这个结构通塔楼进行对比以证明这个结构的合理性。
不可否认塔楼是一种很合理的结构形式，但是仔细比较一下可以发现这个
结构与塔楼还是有一定差别的。塔楼的结构合理在与塔楼的中间基本上
是空的，从而靠大量减轻自重而抗弯刚度减少无几的，所以它的结构性能
非常好。而建筑结构作为民用建筑，首先中间不可能是空的。这个结构，
下面部分给人一种塔楼的感觉而上面呢，显然不是了，这样只会使整个
结构的重心上移而对抗震不利！

门外汉

从图片看我认为此结构存在如下优缺点：
1。四个下面的筒体对抗风和抗震的正交、斜交、扭转作用很是恰如其分，要是四个筒体是圆形可能会更好
2。尽管重心相对提高了一些，但由于第1条的优点，在风和地震的作用下，其作用周期也延长了，整体结构的延性更好了。
3。下部四筒相互连接、拉结的缀于度太少，各筒不能很好的协调受力和变形
4。转换层的受力过于复杂，不做风动和震动实验纯理论是不行的

个人观点，欢迎指教

门外汉

有意思！
从高宽的比较上看，底面的尺寸100~200m，如果做成整体，对周围的建筑而言实在是个灾难！
如果中间穿过几层高架公路就更有感觉了，利用高架公路把大厦的入口设在高空，把地面留给花草和孩子——美！
下面的四根柱子截面都有几十米，加上上面的90m观光平台，形成很好的巨形框架，结构实现上应该没有问题。
这么大的东西，当然不能用1~2来转换了，1层高的转换层不好用，如果放大几倍后里面的建筑功能受的影响应该会小得多。我想这个大家伙是不会用传统意义上得转换层的。

门外汉

如果该塔楼从下到上一致，我们来比较一下几种情况：
1、将角部四个筒束看成四个小柱，设截面刚度为1；
2、如果将四角的四个柱合成中间一个大柱，则截面惯性矩提高到4倍；
3、如果将四根柱拍扁，做成四片独立的墙，则截面刚度提高到12.5倍；
4、再把四片墙连成整体，则刚度大大提高，约为最处四个小柱的50倍；
看起来最初的方案最差，但是如果四个小柱的顶端是一个刚度很大的结构体系，可以使四根小柱像整体截面一样共同工作，则其抗弯刚度可达53.92倍，比大筒的刚度还要大。
可见上述结构的合理性。

此外laughpang的“这样使整个结构的重心明显提高，从而不利于抗地震和风振。”这个说法不妥，如果用一个弹性很好的杆子顶一个质量大的物块，当地面运动时，质量块会静止不动。这对抗震正好有利。

门外汉

53.92——不知如何来的？
上部可靠连接后，相当于限制了顶部的转角，但并不是柱子就是整体了。
中间没有剪力得传递是不能像整体截面一样工作的。
钢丝绳的刚度比相同直径的钢筋刚度小得多是同样道理。

门外汉

应没有整体扭转的问题。
周期并非长了就好。
即使风、震下受力能解决，上部楼层的最大位移、速度、加速度都难控制。
让这里的四个筒整体工作恐怕只能是理论上。
刚度突变终归不好，细节处理的了？

不同性质的结构体系（或构件），还是不要“串联”在一起为好。尤其头重脚轻的串。

单一性质（好）：
二力杆系结构（网架、桁架）、梁柱、筒、剪力墙、支撑框架。。。
格构梁柱、成束筒、剪力墙、巨型框架。。。

不同性质做“并联”（好）：
钢骨混凝土（构件）、外框内筒（结构）、框架剪力墙（结构）。。。

不同性质做串联（不好）：
底框、框支剪力墙、还有正在讨论的例子等。

简单意味着可靠。

不敢说不可靠，但它实在不简单。

请批。：）

门外汉

jgsys wrote
"如果用一个弹性很好的杆子顶一个质量大的物块，当地面运动时，质量块会静止不动。这对抗震正好有利。 "
做何解？静止不动？不可能！
你的意思是结构柔吸收的能量少，还是？/
请指点！

门外汉

一般考虑地震作用可分为水平的'晃',竖直的'跳',再加上'扭'(水平不同步),
'翘'(竖直不同步),很难想象这样一个长腿巨人晃一晃,跳一跳,扭一扭,翘一翘是什末样子,腿部的力量和柔韧性固然了得,腰也是好腰.

武汉桩出事时曾有一个形象的比喻"就象筷子插进稀饭里",其实下面的四个小筒就如四根长桩,转换层是承台,上面是巨型悬臂柱,只是周围连稀饭也没有了.

jgsys兄所说刚度比真不知从何得出,剪切变形如何考虑?如此说格构柱中的缀条缀板有何用啊
420米无联系,很难相信这个方案能成立.

门外汉

只是一个只能在书上写的理论，不能用这个理论来造这么一个超高层的建筑，因为这个建筑没法保证满足理论所要求的前提-----四个柱和四个筒是有很大区别的。