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钢结构：超高层大跨度特殊造型成发展方向

作者：建筑钢结构网    
时间：2009-12-22 21:00:47 [收藏]


    谈到建筑形式，尤其是以钢结构为代表作，人们或许会想到“鸟巢”、央视新台址、银泰中心……纵观城市建设，但凡大而奇的建筑在建筑形式上无一例外地选择了钢结构，是现代设计师对其有了偏爱，是建设者钟情于它？笔者日前来到央视新址工程，与中建三局钢结构专家欧阳超进行了交谈。
    　　中国钢结构建筑起步晚起点高
    　　在没有正式交谈前，欧阳超先向记者介绍了一则故事。在一个世纪以前，一场持续了3天3夜的大火几乎将整个芝加哥化为灰烬。然而，美国人却以此为契机，点燃了建筑艺术新的火炬。以玻璃和钢铁为材料的建筑物由此而遍及合众国各大州，连一般连锁店也成了钢结构……
    　　据悉，直到20世纪80年代中期，中国钢结构建筑还仍是“零”。也就在此时，较西方晚了几十年的中国钢结构施工，却在一个很高的起点上，按很高的标准、很严的要求，艰难起步，迅速发展。中国钢结构施工的起始点可追溯到1984年，当年中建三局中标中国第一座钢结构大厦??深圳发展中心。在当时，国内施工主打砼结构的战场上，钢结构施工却是未开垦的处女地。迅速掌握世界先进的二氧化碳气体保护焊接技术成了建设者完成该项工程手中的“金钢钻”。于是，该局10名焊工尖子东渡扶桑学艺。日本川畸制铁培训中心的专家在了解到他们大多只有初中文化时，便断言“文化基础扎实的也得学3到6个月，你们的合同学习期仅一个月，到时候能有三分之一合格就不错啦！”面对羞辱，10名中国焊工每天集中学习7个小时，课余饭后相互探讨、切磋。30天后，这10名中国小伙顺利结业。在随后开工的深圳发展中心大厦工程上，他们发挥了重要作用，从焊接130毫米厚度刷新从前110毫米纪录，到35万延米焊缝经超声波及滋粉探伤检查全部合格，再到98%的焊接达到美国最高（D级）标准……中国的钢结构施工从此便一发不可收拾！
    　　大型公建用钢结构各具特色
    　　欧阳超说：“钢结构现在比较流行，而且其造型和施工难度越来越高了，比如说，现在国内公共建筑具有代表性的央视新址工程、上海国际贸易中心、广州电视塔以及国家体育场工程。“央视”新址工程既有高度还有难度，是对不规则建筑结构施工的一次挑战，上海国际贸易中心是超高层建筑，广州电视塔其本身的塔形结构已是非常复杂，用钢结构进行施工就更加复杂，国家体育场则可称是造型奇异的代表作。”以“央视”为例，其具有倾斜（整体双向倾斜6度）和双挑（分别为70米和60米）结构，且在双挑的斜方向结构在重力的作用下会有一定的下垂；该工程所用的钢材级别较高，在一般的钢结构工程中使用的多为Q345D或Q390D，而“央视”工程则用了Q420D和Q460D，这在一般公共建筑中很少见，这就给钢材的制作和焊接带来了很多技术难度和要求；央视新址主楼由两栋的塔楼组成，并由14层大悬臂结构连接，形成一个巨大“门”字形。这一造型对传统建筑施工技术的挑战令人望而生畏。悬臂在重力的作用下下垂，要求在施工过程中要进行反变形，要求在钢结构焊接过程中还需计算其预调值，这个值在以往公建中几乎用不到；另外，工程的测量也是难题，由于结构倾，致使其每一根柱要在高空中定位，若加上预调值其安装的难度就会更大；随着钢材的级别提高，其厚度也增加到了135毫米，超长超厚的钢结构焊接在央视工程中多达11个，目前已完成了7个。
    　　欧阳超还告诉笔者，像“鸟巢”工程其钢结构的特点是空间曲线结构，这样就给钢结构的制作带来更高要求，因为一旦出现误差，钢结构之间的焊接就很难对接顺利，另外其焊接的工艺也相对要求得更加严格；银泰中心工程比较常规，不是很复杂，其施工的最大难度是要在地面拼装两根39米长的桁架，然后用塔吊吊装。该工程分内、处筒整体呈回字形的框架形式，内筒由35根柱组成，主要为安装高速电梯，这些柱子在施工中就要求其安装和垂直度非常精确，否则在电梯安装时会受影响。他说，国贸三期、银泰以及北电中心工程三者同属于超高层，并采用诸如大跨度、超长焊接等施工工艺。可以说，北京的大型公建用钢结构施工各具特色、各有难度。
    　　超高层大跨度特殊造型是发展方向
    　　欧阳超指出，今后钢结构建筑的发展方向应该是超高层、大跨度和特殊造型三个方面。特殊造型以广州电视塔和“央视”、“鸟巢”为代表，这些建筑的共同点是不可能采用混凝土施工。而目前如首都、武汉、白云机场以及一些现代化的火车站建筑形式也开始向空间曲线相连，大跨度的方向发展，这样的结构只能由钢结构的形式来完成。另外，钢材级别越来越高，钢结构建筑的用钢量也越来越大。北电中心约4万吨、国贸三期约6万吨、“央视”约12万吨。
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