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【建筑圈的结构事】广州小蛮腰又获奖了?这次是国家科学技术进步奖!

楼主
1楼2017-04-2516:56


街知巷闻的广州第一地标广州塔又得奖了?

这次不是别的,正是国务院设立的国家科学技术进步奖!会上习主席亲自颁奖,广州塔凭借其关键技术荣获通用项目类的二等奖!



科普


国家科学技术奖5大奖项包含:

国家最高科学技术奖、国家自然科学奖、国家技术发明奖、国家科学技术进步奖、国际科学技术合作奖。



有别于其他“孔武有力”男性化十足的建筑,广州塔的外观设计极具女性柔美,“小蛮腰”的美名就来源于其“纤纤细腰”。


身高600米的广州塔塔身为450米,顶部天线150米,是中国第一高电视塔,亦是仅次于东京天空树的世界第二高电视塔。


除了配备电视与广播传输设施,广州塔上还设有观景平台、摩天轮、旋转餐厅、空中漫步云梯、4D影院、购物、会议等设施。晚上配合着灯光表演,小蛮腰愈发迷人。



广州塔塔身为扭转的椭圆柱,其底部规格为60米x80米,顶部为41米x50米。她是全球最高的开放式独立结构,由24根钢柱自上而下逆时针扭转45度,在距地面高275米处形成了她标志性的杨柳腰,最细处尺寸约为22米,是建筑界名副其实的A4腰。



塔身低区圆形中空型钢柱直径为2米,采用50毫米厚的钢板制成;塔身顶部的钢柱直径则减小为1.1米,采用的钢板厚度也减至30毫米。


为增加广州塔的刚度和增强防火性能,钢柱内部均注入了高强度混凝土。如此的结构设计可以达到四两拨千斤的效果,在优化了建筑基础,增强结构轴向刚度的同时,减少了建筑成本钢柱作为主要的承重构件, 呈现出由下至上逐渐变小的形态。



组成广州塔动感又不失优雅的网格梁结构的还有46条倾斜15.5度的钢环梁(直径为700-850厘米)和直径为800厘米的钢斜撑。


钢环梁不仅美观,还巧妙地勾勒出广州塔底部大堂入口和顶部的360度观景平台。这46条钢环梁并不是均匀分布,而是经过精心设计和计算:工程师设计越靠近“腰”的部位钢环梁间距越小,以增加广州塔的整体稳定性。



除了显而易见的钢柱、环梁和斜撑,广州塔身上还藏着1,104个节点,可不要小看这些节点。节点的多少和设计小则影响建筑造价,大则影响整个结构设计乃至建筑外观。


我们的工程师通过参数化设计和3D建模巧妙地将节点数量控制在1,104个,并且设计出“以一应千”的节点元件。


设计出的节点可以以适应各种角度和各种规格的结构连接,使广州塔的钢柱从最初设计的30根缩减到如今的24根。统一的节点设计还大大降低了焊接和施工难度,节省了工程造价。



广州塔的结构设计突破传统——采用了中央核心筒外悬挂多个迷你建筑的形式。中心核心筒位于钢框架的中央,为横截面18.6米x15.6米的椭圆柱体,核内设升降梯和楼梯等,为广州塔提供垂直交通功能。



核心筒与外部钢框架在不同高度设有结点,联合抵抗风和地震等荷载,增加塔身的稳定性和坚固性,还有效防止钢框架变形。



这个螺旋镂空的网状钢结构框架看似简单优雅,实则堪称“前无古人”之作。网状螺旋的框架要求每个楼层、连接点,乃至封闭部分的设计都要相互协同,任何一点改动都会牵连整体。



在观景层,你能够近距离地观察到窗外螺旋的斜肋构架,它们是横向组件与钢环梁形成的三角支撑。不同于一般斜肋构架设计,广州塔的斜肋构架要求与楼板结构功能完全分离,且不采用以楼板辅助形成三角型支撑的体系,而采用钢环梁。



幕墙结构与钢框架分离,而楼板支撑结构则多与垂直斜撑相连接,更有效地转移荷载。如此一来,才能满足广州塔内部结构功能性的不同和内部设计上的灵活性。


广州塔还创新使用了“物联网”,让其成为“智慧塔”。其全身上下共安装600个“神经元”,通过数据的收集和分析,可以全天候检测建筑的“健康”状况,并对未来可能的灾变进行预测,为业主提供了营运、维护、决策之保证。



考虑到广州的地理区位、气候条件,以及广州塔电视塔的功能,为了抵御强台风、地震荷载,并保证广州塔内人员的舒适度,设计团队进行了全面的风洞测试、地震的数值仿真和抗震台模拟。


最终采用网状漏风空洞设计,在塔身438米处安装了混合系统的调谐阻尼器,该阻尼器由上层的主动阻尼器和下层的被动调谐质量阻尼器组成。为保证广州塔的信号传输功能稳定,不仅为其天线做了额外的风洞测试,还为其安装了减振系统。



为缩短施工期,广州塔大量采用预制件和非工地建造技术,全部节点均为预制件,钢柱、钢环梁和斜撑全部在工地组装和焊接。



每每望着亭亭玉立在珠江畔的广州塔,总让人不禁吟诵:“ 所谓伊人,在水一方 ”。广州塔不仅是广州市的文化新地标,还为广州市民提供高质量的广播服务,丰富其文化生活。同时, 其别具一格的造形激发市民的自豪感,也吸引各地的游客前来观光、休憩和感受广州日新月异的文化及经济发展。



作为 “ 羊城新八景 ” 之一的广州塔肩负着传承广州2000多年历史文化底蕴、传扬广州国际化大都市发展轨迹的历史使命,一跃成为城市的新名片。


讨论时间:

从梦想到现实,历经六年里的2000多个日日夜夜,寄予着太多的呕心沥血,浓缩着太多的智慧与汗水,建筑师和结构师的博弈,为世界创造了建筑奇迹!


43
  • 2楼
    很不错啊必须赞一个
    2017-4-26 09:39
  • 3楼
    必须赞一个,很不错啊!涨知识
    2017-4-26 11:09
  • 4楼
    必须点赞。
    2017-4-26 11:46
  • 5楼

    必须点赞。
    2017-4-26 11:55
  • 6楼
    太漂亮了,详细的介绍。
    2017-4-26 12:28
  • 7楼


    必须点赞。
    2017-4-26 12:38
  • 8楼
    很不错的,下了看看,哪天希望用上
    2017-4-26 12:47
  • 9楼
    为广州市设计院、容柏生事务所、广州大学点赞
    2017-4-26 12:59
  • 10楼
    不错不错,只是可惜上次去广州没有机会去小蛮腰好好看看
    2017-4-26 13:33

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