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鋼結構：超高層大跨度特殊造型成發(fā)展方向

作者：鋼結構網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-22 21:00:47 [收藏]


    談到建筑形式，尤其是以鋼結構為代表作，人們或許會(huì )想到“鳥(niǎo)巢”、央視新臺址、銀泰中心……縱觀(guān)城市建設，但凡大而奇的建筑在建筑形式上無(wú)一例外地選擇了鋼結構，是現代設計師對其有了偏愛(ài)，是建設者鐘情于它？筆者日前來(lái)到央視新址工程，與中建三局鋼結構專(zhuān)家歐陽(yáng)超進(jìn)行了交談。
    　　中國鋼結構建筑起步晚起點(diǎn)高
    　　在沒(méi)有正式交談前，歐陽(yáng)超先向記者介紹了一則故事。在一個(gè)世紀以前，一場(chǎng)持續了3天3夜的大火幾乎將整個(gè)芝加哥化為灰燼。然而，美國人卻以此為契機，點(diǎn)燃了建筑藝術(shù)新的火炬。以玻璃和鋼鐵為材料的建筑物由此而遍及合眾國各大州，連一般連鎖店也成了鋼結構……
    　　據悉，直到20世紀80年代中期，中國鋼結構建筑還仍是“零”。也就在此時(shí)，較西方晚了幾十年的中國鋼結構施工，卻在一個(gè)很高的起點(diǎn)上，按很高的標準、很?chē)赖囊?，艱難起步，迅速發(fā)展。中國鋼結構施工的起始點(diǎn)可追溯到1984年，當年中建三局中標中國第一座鋼結構大廈??深圳發(fā)展中心。在當時(shí)，國內施工主打砼結構的戰場(chǎng)上，鋼結構施工卻是未開(kāi)墾的處女地。迅速掌握世界先進(jìn)的二氧化碳氣體保護焊接技術(shù)成了建設者完成該項工程手中的“金鋼鉆”。于是，該局10名焊工尖子東渡扶桑學(xué)藝。日本川畸制鐵培訓中心的專(zhuān)家在了解到他們大多只有初中文化時(shí)，便斷言“文化基礎扎實(shí)的也得學(xué)3到6個(gè)月，你們的合同學(xué)習期僅一個(gè)月，到時(shí)候能有三分之一合格就不錯啦！”面對羞辱，10名中國焊工每天集中學(xué)習7個(gè)小時(shí)，課余飯后相互探討、切磋。30天后，這10名中國小伙順利結業(yè)。在隨后開(kāi)工的深圳發(fā)展中心大廈工程上，他們發(fā)揮了重要作用，從焊接130毫米厚度刷新從前110毫米紀錄，到35萬(wàn)延米焊縫經(jīng)超聲波及滋粉探傷檢查全部合格，再到98%的焊接達到美國最高（D級）標準……中國的鋼結構施工從此便一發(fā)不可收拾！
    　　大型公建用鋼結構各具特色
    　　歐陽(yáng)超說(shuō)：“鋼結構現在比較流行，而且其造型和施工難度越來(lái)越高了，比如說(shuō)，現在國內公共建筑具有代表性的央視新址工程、上海國際貿易中心、廣州電視塔以及國家體育場(chǎng)工程?！把胍暋毙轮饭こ碳扔懈叨冗€有難度，是對不規則建筑結構施工的一次挑戰，上海國際貿易中心是超高層建筑，廣州電視塔其本身的塔形結構已是非常復雜，用鋼結構進(jìn)行施工就更加復雜，國家體育場(chǎng)則可稱(chēng)是造型奇異的代表作?！币浴把胍暋睘槔?，其具有傾斜（整體雙向傾斜6度）和雙挑（分別為70米和60米）結構，且在雙挑的斜方向結構在重力的作用下會(huì )有一定的下垂；該工程所用的鋼材級別較高，在一般的鋼結構工程中使用的多為Q345D或Q390D，而“央視”工程則用了Q420D和Q460D，這在一般公共建筑中很少見(jiàn)，這就給鋼材的制作和焊接帶來(lái)了很多技術(shù)難度和要求；央視新址主樓由兩棟的塔樓組成，并由14層大懸臂結構連接，形成一個(gè)巨大“門(mén)”字形。這一造型對傳統建筑施工技術(shù)的挑戰令人望而生畏。懸臂在重力的作用下下垂，要求在施工過(guò)程中要進(jìn)行反變形，要求在鋼結構焊接過(guò)程中還需計算其預調值，這個(gè)值在以往公建中幾乎用不到；另外，工程的測量也是難題，由于結構傾，致使其每一根柱要在高空中定位，若加上預調值其安裝的難度就會(huì )更大；隨著(zhù)鋼材的級別提高，其厚度也增加到了135毫米，超長(cháng)超厚的鋼結構焊接在央視工程中多達11個(gè)，目前已完成了7個(gè)。
    　　歐陽(yáng)超還告訴筆者，像“鳥(niǎo)巢”工程其鋼結構的特點(diǎn)是空間曲線(xiàn)結構，這樣就給鋼結構的制作帶來(lái)更高要求，因為一旦出現誤差，鋼結構之間的焊接就很難對接順利，另外其焊接的工藝也相對要求得更加嚴格；銀泰中心工程比較常規，不是很復雜，其施工的最大難度是要在地面拼裝兩根39米長(cháng)的桁架，然后用塔吊吊裝。該工程分內、處筒整體呈回字形的框架形式，內筒由35根柱組成，主要為安裝高速電梯，這些柱子在施工中就要求其安裝和垂直度非常精確，否則在電梯安裝時(shí)會(huì )受影響。他說(shuō)，國貿三期、銀泰以及北電中心工程三者同屬于超高層，并采用諸如大跨度、超長(cháng)焊接等施工工藝?？梢哉f(shuō)，北京的大型公建用鋼結構施工各具特色、各有難度。
    　　超高層大跨度特殊造型是發(fā)展方向
    　　歐陽(yáng)超指出，今后鋼結構建筑的發(fā)展方向應該是超高層、大跨度和特殊造型三個(gè)方面。特殊造型以廣州電視塔和“央視”、“鳥(niǎo)巢”為代表，這些建筑的共同點(diǎn)是不可能采用混凝土施工。而目前如首都、武漢、白云機場(chǎng)以及一些現代化的火車(chē)站建筑形式也開(kāi)始向空間曲線(xiàn)相連，大跨度的方向發(fā)展，這樣的結構只能由鋼結構的形式來(lái)完成。另外，鋼材級別越來(lái)越高，鋼結構建筑的用鋼量也越來(lái)越大。北電中心約4萬(wàn)噸、國貿三期約6萬(wàn)噸、“央視”約12萬(wàn)噸。
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