在英國(guó)《泰晤士報(bào)》組織的評(píng)選中,央視新址躋身“當(dāng)今全球建設(shè)中十大‘最強(qiáng)悍’工程”行列?,F(xiàn)在,我們就去探究一下,央視新址工程究竟怎樣“強(qiáng)悍”?
塔樓傾斜6度為何斜而不倒
關(guān)于央視新址,坊間流傳這樣一個(gè)故事:在建設(shè)過程中,北京市建委接到不少市民的“投訴”:“東三環(huán)邊上有兩座樓越蓋越歪,都快撞上了!”——故事的真實(shí)成份有多少暫且不論,但卻提出了一個(gè)值得探討的有趣問題:兩座塔樓雙向傾斜6度,央視新址為什么會(huì)斜而不倒?
中建三局鋼結(jié)構(gòu)公司央視新址項(xiàng)目執(zhí)行經(jīng)理歐陽超解釋說,從外面看樓是斜的,頂是歪的,有14層是懸空的,實(shí)際上大樓核心筒是垂直的,地板是水平的,懸空部分通過鋼桁梁、外龍骨和斜向拉桿分散受力,“是絕對(duì)安全的”。
還有很多人看著央視大樓的兩座“斜塔”心中納悶,樓里屋子的形狀是不是也不規(guī)則?關(guān)于大樓的電梯,網(wǎng)上也流傳著兩個(gè)版本。一個(gè)版本說,大樓的電梯是斜著裝的,乘客將傾斜著上樓;另一個(gè)版本是,為了避免乘客傾斜,大樓的電梯將分段安裝,從一層到頂層要換乘幾次電梯。
據(jù)大樓建設(shè)方中國(guó)建筑股份有限公司總工張琨介紹,大樓里面的房屋是方形的,空間角度也是垂直的。鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)把樓內(nèi)空間自然分割成了多個(gè)房間。大樓建成后,一層將設(shè)置直接通往頂層的電梯,電梯是直的,不像兩座斜塔那樣傾斜。
能承載多大重量
央視新址兩座塔樓分別高234米和194米,雙向傾斜6度,分別伸出75.165米和67.165米的懸臂,在空中折形相交對(duì)接,使兩座塔樓形成折形門式結(jié)構(gòu)。凌空飛架在162米高空的懸臂里將建起14層樓房。張琨表示,懸臂鋼結(jié)構(gòu)施工是整個(gè)工程中難度最大的部分。
懸臂施工一開始就受到世界建筑界關(guān)注。張琨說:“在施工之前和施工過程中,有很多領(lǐng)導(dǎo)包括我們行內(nèi)的專家,他們每次碰到我都要問這樣的問題——這個(gè)大樓建成了之后是不是能夠合龍?”面對(duì)質(zhì)疑,張琨沒有過多解釋,而是和他的團(tuán)隊(duì)一起,默默地進(jìn)行著各項(xiàng)力學(xué)計(jì)算,數(shù)據(jù)分析資料堆在一起足足有20多厘米厚。歐陽超介紹,懸臂施工采取架橋的方法。塔吊將重幾十噸的鋼架慢慢地抓到了162米的高空,鋼架通過鋼筋牽引固定,鋼筋一邊連著鋼架,一頭連著大樓主體,從而搭設(shè)一個(gè)橫斷面鋼梁。高強(qiáng)螺栓將鋼架的一端固定在大樓主體上,焊接后松開鋼筋,校正鋼梁的精確角度。
懸臂的最底層是一個(gè)長(zhǎng)近百米,寬約40米的大空間,這里是整個(gè)懸臂的一個(gè)平臺(tái),撐起上萬噸重的懸臂。懸臂本身的自重達(dá)到了1.8萬噸,站在上面還能承載多大的重量?張琨說,按照設(shè)計(jì),該處可以承載5.1萬噸的重量,每平方米可承重500公斤,非常安全。
據(jù)介紹,懸臂層建成后將在地板上留出一個(gè)方形觀景區(qū),讓參觀者能直視地面,體驗(yàn)“懸空”之感。懸臂和其他的寫字樓建筑一樣,除了公眾參觀區(qū)外的部分會(huì)作為辦公用。
外觀網(wǎng)格密布僅起裝飾作用
從外觀看大樓是一個(gè)整體,據(jù)大樓建設(shè)方介紹,事實(shí)上,兩座塔樓在內(nèi)在結(jié)構(gòu)上分成與地面垂直的核心筒與傾斜的外框筒兩部分。核心筒為全鋼結(jié)構(gòu),與外框筒在水平方向上相連,只承受樓內(nèi)電梯運(yùn)送等較小的作用力,而核心筒的部分重量、懸臂的份量和塔樓傾斜產(chǎn)生的側(cè)面張力都要靠外框筒體來承受。
現(xiàn)在,玻璃幕墻已經(jīng)覆蓋新址主樓外壁過半,沒被覆蓋的部分顯現(xiàn)出密布的網(wǎng)格。建設(shè)方解釋說,網(wǎng)格并非僅起裝飾作用。
為了解決外框筒的受力問題,擔(dān)負(fù)大樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的華東建筑設(shè)計(jì)研究院將外框筒設(shè)計(jì)成一個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。作為大樓主體架構(gòu),這些鋼網(wǎng)格暴露在建筑最外面,而不是像大多數(shù)建筑那樣深藏其中。壓力基本都能沿著系統(tǒng)傳遞下去,并找到導(dǎo)入地面的最佳路徑。大面積玻璃窗與菱形鋼網(wǎng)格結(jié)合而成,拐角等壓力較大部位的鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)更加密集。鋼網(wǎng)由諸多梁、柱及斜撐組成,無數(shù)三角形單元結(jié)構(gòu)讓穩(wěn)定性增強(qiáng)。
張琨介紹,大樓是按照8度抗震的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的,做到小震不壞,大震不倒。12級(jí)以下的風(fēng)不會(huì)對(duì)大樓產(chǎn)生任何影響。
工程八大技術(shù)難關(guān)
造型獨(dú)特結(jié)構(gòu)新穎兩棟塔樓從37層開始向中間部分延伸,并連成整體,形成懸臂鋼結(jié)構(gòu)。懸臂鋼結(jié)構(gòu)是施工的最大難點(diǎn)。
結(jié)構(gòu)變形控制要求高兩棟塔樓雙向向內(nèi)傾斜6度,施工過程中隨著結(jié)構(gòu)增高,自重加大,變形會(huì)不斷增加;懸臂鋼結(jié)構(gòu)在兩棟塔樓未連接為整體前,塔樓結(jié)構(gòu)向內(nèi)傾斜的變形不斷變化,逐級(jí)加大,而懸臂鋼結(jié)構(gòu)的變形是自身變形與塔樓變形的疊加,變形過大將會(huì)影響到結(jié)構(gòu)安裝精度和結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)。
鋼結(jié)構(gòu)量大央視新址主樓工程鋼結(jié)構(gòu)總噸位達(dá)14萬噸,鋼構(gòu)件共5.4萬多件,安裝過程中將使用95萬套高強(qiáng)螺栓、壓型鋼板30萬平方米、栓釘219萬套、焊接材料約12000噸。
焊接難度大主樓箱形柱及斜撐的板厚最厚達(dá)135毫米,厚板總量達(dá)8萬多噸,現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量大而復(fù)雜,存在大量厚板立焊、斜立焊、消除節(jié)點(diǎn)焊接應(yīng)力和防止層狀撕裂是鋼結(jié)構(gòu)焊接的重點(diǎn)控制內(nèi)容。
聲學(xué)要求高主樓演播區(qū)的大小演播廳、演播室、導(dǎo)控室、音控室、節(jié)目編輯制作區(qū)等的錄音棚、錄音配音室等用房均具有較高的音質(zhì)和噪聲控制要求,必須采取足夠的隔聲措施以確保滿足聲學(xué)靈敏性指標(biāo)。
智能化程度高主樓智能化程度高,特殊使用功能部位多,機(jī)電專業(yè)系統(tǒng)多,指定分包和專業(yè)之間交叉作業(yè)多,總包管理和總體施工協(xié)調(diào)難度大。
超厚大體積混凝土主樓地下室承臺(tái)基礎(chǔ)筏板最厚處達(dá)10.9米,12萬立方米大體積混凝土施工組織與管理、混凝土的防裂控制至關(guān)重要。
幕墻幾何定位難幕墻立面幾何定位來自于斜交格構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn),所以幕墻施工必須與鋼結(jié)構(gòu)施工協(xié)同工作,按照鋼結(jié)構(gòu)施工預(yù)調(diào)整方案采取相應(yīng)的變形預(yù)控措施,使其在建筑完工狀態(tài)的幾何形狀符合設(shè)計(jì)圖紙要求。
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