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鋼結構：超高層大跨度特殊造型成發展方向

作者：鋼結構網    
時間：2009-12-23 10:01:51 [收藏]


    　　談到建筑形式，尤其是以鋼結構為代表作，人們或許會想到“鳥巢”、央視新臺址、銀泰中心……縱觀城市建設，但凡大而奇的建筑在建筑形式上無一例外地選擇了鋼結構，是現代設計師對其有了偏愛，是建設者鐘情于它？筆者日前來到央視新址工程，與中建三局鋼結構專家歐陽超進行了交談。

    　　中國鋼結構建筑起步晚起點高

    　　在沒有正式交談前，歐陽超先向記者介紹了一則故事。在一個世紀以前，一場持續了3天3夜的大火幾乎將整個芝加哥化為灰燼。然而，美國人卻以此為契機，點燃了建筑藝術新的火炬。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，較西方晚了幾十年的中國鋼結構施工，卻在一個很高的起點上，按很高的標準、很嚴的要求，艱難起步，迅速發展。中國鋼結構施工的起始點可追溯到1984年，當年中建三局中標中國第一座鋼結構大廈――深圳發展中心。在當時，國內施工主打砼結構的戰場上，鋼結構施工卻是未開墾的處女地。迅速掌握世界先進的二氧化碳氣體保護焊接技術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藝。日本川畸制鐵培訓中心的專家在了解到他們大多只有初中文化時，便斷言“文化基礎扎實的也得學3到6個月，你們的合同學習期僅一個月，到時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習7個小時，課余飯后相互探討、切磋。30天后，這10名中國小伙順利結業。在隨后開工的深圳發展中心大廈工程上，他們發揮了重要作用，從焊接130毫米厚度刷新從前110毫米紀錄，到35萬延米焊縫經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不可收拾！

    　　大型公建用鋼結構各具特色

    　　歐陽超說：“鋼結構現在比較流行，而且其造型和施工難度越來越高了，比如說，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工程。“央視”新址工程既有高度還有難度，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，用鋼結構進行施工就更加復雜，國家體育場則可稱是造型奇異的代表作。”以“央視”為例，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，這就給鋼材的制作和焊接帶來了很多技術難度和要求；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，形成一個巨大“門”字形。這一造型對傳統建筑施工技術的挑戰令人望而生畏。懸臂在重力的作用下下垂，要求在施工過程中要進行反變形，要求在鋼結構焊接過程中還需計算其預調值，這個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更大；隨著鋼材的級別提高，其厚度也增加到了135毫米，超長超厚的鋼結構焊接在央視工程中多達11個，目前已完成了7個。

    　　歐陽超還告訴筆者，像“鳥巢”工程其鋼結構的特點是空間曲線結構，這樣就給鋼結構的制作帶來更高要求，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，否則在電梯安裝時會受影響。他說，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、超長焊接等施工工藝。可以說，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展方向

    　　歐陽超指出，今后鋼結構建筑的發展方向應該是超高層、大跨度和特殊造型三個方面。特殊造型以廣州電視塔和“央視”、“鳥巢”為代表，這些建筑的共同點是不可能采用混凝土施工。而目前如首都、武漢、白云機場以及一些現代化的火車站建筑形式也開始向空間曲線相連，大跨度的方向發展，這樣的結構只能由鋼結構的形式來完成。另外，鋼材級別越來越高，鋼結構建筑的用鋼量也越來越大。北電中心約4萬噸、國貿三期約6萬噸、“央視”約12萬噸。陳永樂 郭小平


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