新立方"建筑文化论坛2010年深圳地区演讲实录
摘要: “新立方”建筑文化论坛主题：新理念·新技术·新模式时间：2010年11月30日地点：深圳·卓越大厦5楼 张明慧 “新立方”建筑文化论坛在深圳开始，这种新的技术交流我们从去年开始就在CCDI展开了，这样的交流对我 ...
平安大厦结构设计--黄用军 中建国际设计顾问有限公司深圳公司 总工
下面我们请结构的，就是平安大厦结构总工程师黄用军做一个介绍。一般来说建筑是龙头，建筑牵头整个项目是核心，我们做超高、超限里面结构就非常重要了，建筑的魅力也会展现出来，我们请黄用军介绍一下平安大厦，看建筑与结构如何共同产生出魅力来，欢迎！ 黄用军 各位领导、各位来宾，早上好！下面我就平安大厦的设计情况给大家做一个介绍。首先大家看到的这个地方是寓意与众不同的经典，不一样的深圳。这是今天要介绍的平安大厦。今天我主要介绍的内容，一是项目的概述，二是风工程研究，三是地震工程，四是建筑结构体系发展与演变，这个工程历时非常长，中间会有很多变化，最后才是结构设计。实际上这个过程是非常重要的。 首先是项目概况，项目设计不仅仅是做一个地标，而是为了做一个智能化和非常环保的。在这栋楼的建造和设计过程中间，我们的追求就是最小利用能源和材料，最大限度地发挥结构工作效率，以及有一个非常良好的外型符合空气动力学的原理，这是我们设计的宗旨。同时也申请LEED金奖。这是栋楼位的位置，益田路、福华三路。这是这栋楼的分区情况，有八个分区和裙房区。这栋楼做的很多新东西，营造了一个非常好的环境，包括中庭，裙房对设计带来了很大的挑战，因为裙房全是商业，十层楼的商业裙房在我们国家是很少见的。这是我们典型的办公情况，做得比较简洁和干净的布局。这是这栋楼的特点，在顶部有一个观光层，观光层在最上面，像一个皇冠一样。 用这张图表达我们在工程中间的建筑结构和机电配合，这栋楼特别高，中间设计的内容特别多，各专业的协调、集成和优化非常重要。我们对待这个工程要不断地各个专业之间的协调和磨合，打一个比喻,做这个工程像造瑞士表一样，需要完美和精细。我下面介绍风工程的情况，这栋楼比较重要，有两大块内容非常重要，一是风工程的研究和地震工程的研究，地震工程后面还会介绍。随着楼的增高，风作用带来的荷载急剧上升，楼越高抗风设计越来越重要。对于超高层建筑，风荷载是由于漩涡一起的，我们追求一个非常完美的体系，尽量减少风荷载。这是中间的模型，这是高频测天平去测压，这是模型情况。这里做了两种东西，一是所谓的钢筋折压，还有气动弹性模型设计，用金属棒模拟钢构，用钢面的撬动模拟气动模型。平安的工程高度比较高，在现行的规范中间对资料和指导的意义都存在着一些问题，从风剖面在工程中间，因为我们国家的规范只到3、400米，我们这栋楼有600多米，这里做了比较多的研究。另外，我们在场地的模拟为了更精确的模拟，我们在600米至1200米的半径内详细建筑物与主要建筑都放进来了，这样强调环境对这栋楼的影响，在远处就是用粗糙元模拟。这是风剖面的情况，还有我们研究的大楼，经过粗糙元附近的大楼在这栋楼面前呈现的状态，下面有遮挡作用，这个地方的风速是减少的。 因为这栋楼非常重要，对于舒适度的研究也是显得至关重要。中间包括台风和不包括台风的两种情况的研究，从研究下来的情况，情况都还是很好的，同时采取了几种规范探讨这个问题，一个是ISO的标准，还有RWDI的标准，考虑到台风的情况之下接近了上限。对于风工程的研究情况看来，因为平安金融中心有一个比较良好的气动外形，实际上风荷载是不大的。风荷载和规范得出来完全不一样，最早我们国家的规范是单向情况，这是三向的情况。对于这栋楼的舒适度是可以接受的，如果我们不做减震设计也是可以满足要求。 另外，这个工程中做得比较多的地震工程研究，楼比较高成为大家的关注点，这个地方的场地情况，适合建这样的高楼做了比较深入的评估。主要是我们对地表在这里是否存在断层进行了研究，研究结果表明在场地内和场地周围没有发现断裂结构的，在附近存在着断裂，这几条断裂是深圳地区的主要几个断裂，这个地方也活动，但活动性较弱，离我们的建筑场地比较远，针对这个情况可以不考虑断裂的影响。另外，我们设计的参数，因为规范中间给出的参数只到6秒以内，6秒以外没有给，我们有必要根据场地的情况研究反应谱，我们给了一个地面的，也就是地表和基岩都有。这个地方大家可以看到反应谱，我们有竖向和水平向，在6秒以后衰减比较快，长周期的衰减确实比较快。 另外，我们要做大震的分析和小震的分析，我们需要强震记录，我们国家的强震记录非常有限，大量的强震记录是来自于美国西部的强震观测的资料。我们还找建研院找了一定的时程资料供这楼大楼分析，我们要选择一个比较合适的，也能够反应情况，比较适合这栋楼的刚度特征，在大震和小震的时候都对玻进行弹性分析。这是我们把时程里合成反转之后和反应谱的比较，离散性非常大，有大有小。 接下来介绍一下结构体系发展与演变。在整栋楼中间是比较重要的东西，最早平安大厦与大家所看到的大楼是不一样的，这是最早的投标方案，现在的变化很大，最早用中国元素，是风筝的概念作为造型。中间也有一个比较大的特点，在底层有十层高的庭院，这是当时方案的热点，有KPF的方案，这个方案比较有特点，结构的形式从最早到现在方案差不多，最早也是采取了巨型柱，是带状桁架的巨型结构，中间的筒体有区别，为了做中庭是岔开的。这是我们做方案报建阶段的方案后来又调整成为筒中筒的结构，最早的时候柱子在这里，后来又移了，后来建筑师认为靠里面太近，影响建筑的使用，又把柱子推出来。当时这个方案做出来比较方便，因为柱子是斜的结构各方面的指标非常容易拿到。这里不存在带状桁架，就是伸臂桁架，所以做起来比较简单。 结构设计。后面介绍结构设计，就是结构体系的情况做一些介绍。平安大厦在上海中心之后等于一种新的结构体系，上海中心是巨型柱和巨型框架的结构，平安变成了巨型斜撑，上海中心柱子是倾斜的，比较好做。平安大厦这栋楼中间这一段是三段式的发展，中间这一段是平的，从这栋楼开始在巨型框架中增加了斜撑。包括后面做的（公海117）都有斜撑。巨型柱、巨型斜撑，七道带状桁架和V形支撑。伸臂桁架是四道，筒体用地板钢板混凝土剪力架。 这栋楼一直注重建筑和结构的和谐共存，大楼高是各专业智慧的结晶，特别是大楼高了以后存在互相之间的制约，这是建筑的外形和主要结构的型式。我们要加强筒体的结构，在这个基础上把中间附属结构拿掉了。这是骨架，就是巨型斜撑框架，有单层的带状桁架和双层的带状桁架，双层的尺度大，所以用钢量和节点制作比单层方便，只不过需要较大的空间。这是伸臂桁架，伸臂桁架的位置是与各专业的协调，这是型钢混凝土的筒体，12层以下用钢板混凝土，12层以上用型钢混凝土。 中间对这栋楼的研究做了效率的分析，有伸臂桁架和带状桁架到底起了多大的作用？地震作用下结构的表现性能非常好，在座的可能很多位都在深圳，这栋楼的标准比较高，设计标准或建造标准远高于规范的要求，这栋楼非常安全的楼，因为标准定得非常高。这是中间比较重要的框架承担剪力，大家看线比较均匀，看起来也比较舒服。另外，中间有一点，为了把这栋楼做得更安全，第二道防线更加稳固，中间做了一个工作，我们把巨型结构剪力，为了让它承担更大的剪力，在地震作用下筒体有可能会损坏，框架承担更多的剪力，如何改进我们对方案进行研究，可以用斜柱子，也可以用Z撑，也可以用X撑，最后选择了这个方案。柱子最大的尺度是6.5×3.2米，这是最准确的数据，大家记得最大的数，平安的柱子有多大？就是6.5×3.2米。这是中间的分析研究，柱子在规范中间也没有描述，我们这个柱子是不对称的结构，我们中间需要进行研究，就是要用数字模拟的方法压这根柱子，求它的真实存在能力，把PM暴露面和暴露线体现出来。 这是中间比较难的地方，因为这栋楼比较高，很多东西是一个尝试，带状桁架非常紧凑，施工和加工制作的难度和精度控制，难度都非常高，包括斜撑和柱子的相交都非常复杂。这是角桁架的情况，这是单层带状桁架，大家看单层带状桁架比两层紧凑，显得不舒展，上面更容易设计。 后面我们这栋楼为了保证安全，中间会做振动实验，同时用了好几个程序，我们中间稍微做一些，我们检查以后没有发现异常，顶部有一些开裂和裂缝出现，在海域地震的作用下，减重体比较高，达到了5或6，在地震作用下有一些开裂现象，我们在楼板设置了钢支撑，楼板坏了力照样可以传递。这里是出现的裂缝还是在连廊上，这是高连廊，中间会进行开洞处理。另外，因为这栋楼比较大，中间的构件尺度比较大，在分析中间我们很多尝试动作，最早是挑檐石，最早用实体分析和比较，做下来的情况特别好。还有改成实体单元以后和总体趋势差不多。通过分析下来这栋楼非常安全，我们在深圳地区建这么高的楼，安全性肯定是放在第一位的。 我的介绍就到这里，谢谢大家。 张明慧 刚才黄总介绍了平安大厦，里面有风工程、抗震工程和结构体系的演变，里面都非常专业化。在我看到这份排列的时候，我们题目的排列还有点担忧，大家都有一个主题，节能减排和主题，有建筑、结构、景观在一起，我担心大家会不会感兴趣呢？听到他的讲座以后有一个体会，这非常必要，前面也提到了很多东西要做综合能力和综合性，比如机电的，国外的机电公司如何开会，我们的水暖电都要去，这需要我们对其他专业的了解，机电不仅对机电，建筑更是了，对整体结构需要有一个把握，这是非常好的实践，我们在过程中可以学到其他专业的东西。刚才我们在建筑内，从建筑的组成和建筑的结构还有建筑设计等等，从一个整体项目和一个城市来说，建筑对我们非常重要的就是景观，高品质的社区不仅是看到建筑，景观也为我们增设 |
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