“2013建筑、結(jié)構(gòu)巔峰對(duì)話：結(jié)構(gòu)成就建筑之美”國(guó)際會(huì)議主題報(bào)告：
Chas Pope：重新定義摩天大廈--來(lái)自結(jié)構(gòu)上的三大獨(dú)特挑戰(zhàn)
感謝各位，今天非常高興能夠受邀來(lái)到這里做演講，談一談我們?cè)谶^(guò)去在北京做的項(xiàng)目。奧雅納參與了北京很多新的摩天大廈的建設(shè)，我們?cè)诒本┑霓k公室可以看到CCTV大廈逐漸的崛起，這個(gè)建筑是05年開(kāi)始的，當(dāng)然我們還看到CBD地區(qū)有很多摩天大廈過(guò)去幾年不斷地崛起。作為結(jié)構(gòu)工程師我們要關(guān)注CCTV大廈這個(gè)工程的結(jié)構(gòu)，它重新定義了摩天大廈奧亞納建了很多著名的項(xiàng)目，包括悉尼歌劇院，以及哥本哈根的厄勒海峽大橋，涵蓋各行各業(yè)的建筑。我們將設(shè)計(jì)的質(zhì)量放在第一位，不追逐利潤(rùn)，我們賺的錢足夠運(yùn)營(yíng)，但是主要精力是放在注重質(zhì)量上。這是我們?nèi)澜绲木W(wǎng)絡(luò)圖，現(xiàn)在在中國(guó)內(nèi)地有七個(gè)分支機(jī)構(gòu)，港臺(tái)也有兩個(gè)。這是我們?cè)诒本┮约吧虾５鹊厮龅囊恍╉?xiàng)目，比如北京首都機(jī)場(chǎng)、香港大橋、水立方等。
典型項(xiàng)目1——央視大樓
央視大樓由塔1和塔2兩座塔樓、裙樓及基座組成，地下3層（深為18m）。塔樓1平面尺寸為60m×40m，51層，高度為234m；塔樓2平面尺寸為52m×40m，44層，高度為210m。頂部采用懸臂結(jié)構(gòu)將兩棟塔樓連為一體，懸臂結(jié)構(gòu)為9~15層，最大懸挑跨度為75m，懸挑結(jié)構(gòu)離地面高度為162m。
央視主樓采用鋼支撐筒體結(jié)構(gòu)體系。帶斜撐的鋼結(jié)構(gòu)外筒體提供結(jié)構(gòu)的整體剛度，部分鋼結(jié)構(gòu)外筒體表面延續(xù)至筒體內(nèi)部，以加強(qiáng)塔樓角部及保持鋼結(jié)構(gòu)外筒體作用的連續(xù)性。外筒體由水平邊梁、外柱及斜撐組成，筒體在兩個(gè)平面都傾斜6°。外筒柱采用鋼柱、型鋼混凝土柱。斜支撐截面尺寸及分布根據(jù)受力需要而變化。
考慮到結(jié)構(gòu)體系特殊、體型復(fù)雜、嚴(yán)重超限以及工程的重要性，采用了性能抗震設(shè)計(jì)，在施工圖設(shè)計(jì)階段確定地震參數(shù)如下：地震加速度峰值參照安全評(píng)估報(bào)告，即小震95cm/s2(一般8度區(qū)70cm/s2)，中震265cm/s2，大震400cm/s2。
在振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)與抗震專家組多次研討與論證，最終確定了如下抗震設(shè)防目標(biāo)：1)在多遇地震作用下按反應(yīng)譜設(shè)計(jì)，外筒結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)，在主樓與裙房交界處、層30附近的外筒柱及支撐按彈性時(shí)程分析,使其處于彈性狀態(tài)；2)在中震作用下外筒柱、懸臂與塔樓連接附近的支撐、柱腳以及懸臂端區(qū)域內(nèi)外筒支撐不屈服 (荷載作用以及材料強(qiáng)度均取標(biāo)準(zhǔn)值)；3)在罕遇地震作用下，按動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的層間位移和構(gòu)件極限變形，結(jié)構(gòu)重點(diǎn)部位如轉(zhuǎn)換桁架、柱腳等不屈服。
主樓基礎(chǔ)采用樁筏基礎(chǔ)，樁型為鉆孔灌注樁。塔樓筏板在最厚處達(dá)7m(深于電梯底槽處)，如此厚度給實(shí)際施工時(shí)混凝土澆注的一次性完成帶來(lái)了困難，筏板工作量大（39000m3混凝土，5000t鋼筋），施工對(duì)每個(gè)塔樓筏板進(jìn)行連續(xù)72小時(shí)澆筑，每小時(shí)澆筑混凝土720 m3，由3家供應(yīng)商共160輛混凝土運(yùn)輸車連續(xù)工作。
典型項(xiàng)目2——深圳證券交易所
深圳證券交易所的設(shè)計(jì)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，是一個(gè)方形的塔樓，底部有裙樓，方案期間考慮將裙樓抬高，將會(huì)釋放一些空間，且與周圍的環(huán)境也能更好地協(xié)調(diào)，但也由此帶來(lái)了一些問(wèn)題。通過(guò)各種方案的比較和專家的論證確定了現(xiàn)在的方案。在沒(méi)有支撐的情況下，將裙樓抬起來(lái)40m。
典型項(xiàng)目3——中國(guó)尊
我們正在設(shè)計(jì)的一個(gè)建筑就是中國(guó)尊，建成之后將成為北京新的天際線。因?yàn)楸本┦堑卣鸲喟l(fā)區(qū)，抗震性能非常重要，針對(duì)這方面與建筑師進(jìn)行合作，進(jìn)行了很多參數(shù)的模擬來(lái)優(yōu)化整個(gè)建筑，最后得出最合理的結(jié)構(gòu)（一個(gè)核心筒+8根巨柱）。
典型項(xiàng)目4——臺(tái)北表演藝術(shù)中心
臺(tái)北表演藝術(shù)中心不是一個(gè)摩天大樓，但是一個(gè)完全不一樣的建筑結(jié)構(gòu)。臺(tái)北表演藝術(shù)中心包含三個(gè)劇院空間，它們圍繞一個(gè)高抬的盒子分布，而這個(gè)方盒子結(jié)構(gòu)將呈現(xiàn)波紋狀的玻璃表皮。這三個(gè)大禮堂中有一個(gè)被命名為“Proscenium Playhouse”（舞臺(tái)劇院），這個(gè)劇院有一個(gè)球形的結(jié)構(gòu)，它可以和一個(gè)非對(duì)稱的大劇院合在一起，形成一個(gè)有60m長(zhǎng)舞臺(tái)的表演場(chǎng)館。擴(kuò)展舞臺(tái)劇院結(jié)構(gòu)采用雙殼結(jié)構(gòu)，支撐在兩側(cè)柱子及主體結(jié)構(gòu)邊緣。簡(jiǎn)單的中央立方體涵蓋了一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并使后臺(tái)、舞臺(tái)與支持空間巧妙地交織融合。公共環(huán)路使游客有機(jī)會(huì)看到后臺(tái)區(qū)域。周邊抗側(cè)和抗扭的鋼撐結(jié)構(gòu)使得內(nèi)部空間的布置更加靈活。臺(tái)北是地震多發(fā)地區(qū)，采用的基礎(chǔ)隔震可以減少60%結(jié)構(gòu)承擔(dān)的地震力，且減少了材料用量并能簡(jiǎn)化細(xì)部構(gòu)造。還采用了一些非常先進(jìn)的技術(shù)，如，1）疏散分析：對(duì)整棟建筑進(jìn)行疏散模擬；2）消防工程：對(duì)于超出規(guī)范設(shè)計(jì)的部分，通過(guò)專業(yè)分析論證對(duì)于提供額外座位情況下疏散系統(tǒng)的合理性，確?？蛻舻睦孀畲蠡敖ㄖO(shè)計(jì)的靈活性；3）煙霧總量分析：大劇院對(duì)于容納1500個(gè)座位的禮堂進(jìn)行火災(zāi)模擬試驗(yàn)?zāi)軌蚝侠碓u(píng)估人員安全逃離所需時(shí)間；4）空氣流動(dòng)舒適度分析：復(fù)雜的禮堂流體分析形態(tài)以確定空氣流動(dòng)對(duì)客人舒適滿意度的影響。
