土木在线论坛 \ 建筑结构 \ 混凝土结构 \ 【结构精品案例】北京“最牛钉子户”奥运瞭望塔塔结构设计

【结构精品案例】北京“最牛钉子户”奥运瞭望塔塔结构设计

发布于：2014-12-17 13:36:17 来自：建筑结构/混凝土结构 [复制转发]

北京奥林匹克公园瞭望塔是世界第22高、国内第6高的观光塔，建筑高度为246.8m，5个塔冠的圆形观景平台象征奥运五环，是目前北京城北部最高的标志性建筑。由中国建筑设计研究院崔愷和范重分别完成建筑和结构设计。

登上观光塔，除了可一览整个奥林匹克公园包括鸟巢、水立方等全部景观，还可以俯瞰半个北京城。该工程原为2008年北京奥运会的工程项目，当时出于工期等方面的考虑，该工程暂缓建设。2010年底开始恢复建设，2012年7月26日结构封顶。

1、工程概况

奥运瞭望塔位于北京市朝阳区奥林匹克公园中心区内，主体建筑紧邻中轴线景观大道，瞭望塔由5个直径与高低各不相同的单塔组成，建筑高度为246.8m，瞭望塔除拥有多个室内观景厅、屋顶观景平台外，还具有电视转播、综合指挥、烟花表演、餐饮等综合功能。瞭望塔顶部的观景厅高低落错，副塔围绕主塔逐渐展开，5个塔冠的圆形观景平台象征奥运五环。

该项目的建筑创意非常独特，5个单塔从基座向上延伸，利用幕墙的虚实变化，形成树干表面的机理，竖向构件在塔身顶部向外伸展、分叉，形成树冠，寓意“生命之树”。除了其使用功能以外，该建筑本身也是奥运公园中的一个独特景观。

瞭望塔设计灵感来自植物形态

在用地的选择上，瞭望塔一方面靠近奥林匹克公园中心区东北部，避免高耸的建筑体量给周边建筑带来视线影响；另一方面略向奥运景观大道（中轴线）一侧偏移，更靠近游客流线，有迎宾接福之意。塔座大厅为覆土建筑，其屋顶的绿坡和景观环境浑然一体。进塔路径如一条穿越塔柱的轻盈绸带，与奥运大道衔接。

奥林匹克公园瞭望塔入口效果图

在造型的设计上，中国传统文化中的圆形元素和自然界的植物形态激发了建筑师的灵感。源于对植物自由形态的追求，建筑在设计上进行了大胆创新，它汲取树木的形状作为主体结构，将植物蓬勃向上的生命姿态展现得淋漓尽致。

奥林匹克公园瞭望塔效果图

奥林匹克公园瞭望塔室内效果图

中国建筑设计研究院建筑师、奥林匹克公园瞭望塔项目负责人康凯最初不想将设计理念借由单体的建筑来表达，设计团队希望通过建筑的组合赋予人们诗意的联想。观景五塔坐地而起，错落有致，形似唢呐，状若金花，夜幕降临，在华灯异彩的映衬下，又宛如星空下绽放的礼花。

2、结构体系

1号塔为主塔，位于中间，2～5号塔为副塔，围绕主塔周边，副塔与主塔的形心间距为15.1～19.17m。由于5个塔的塔身都非常纤细，1号塔轴线直径为14m，2号塔、3号塔均为7.3m，4号塔和5号塔直径仅为6.0m，单塔的最大高宽比达32。此外，塔冠直径达26.4～51.2m，观景厅的外挑长度很大。

在结构方案中，通过沿建筑高度方向设置4道连接桁架的方式将5个独立的单塔连为一体，构成称之为“组合塔式结构”的新体系。连接桁架可以兼作各塔之间的通道，满足人员行走的需求。

主塔由外筒与内筒组成，外筒由16根圆柱、外环梁及柱间支撑组成，内筒共有8根圆柱构成。副塔塔身均由6根圆柱、环梁及柱间支撑构成。180m标高以下采用钢管混凝土柱，混凝土强度等级C80～C50。180m标高以上采用纯钢管柱。外环梁采用H型钢，柱间支撑采用焊接箱形截面。

在梁柱节点处，通过对H型钢梁的翼缘进行加强;在交叉支撑的节点，采用在节点域设置内环外环加劲肋的方式。

3、基座大厅设计

奥运暸望塔塔座造型独特，基座大厅屋顶为多面体，中间高、周边低，高差达5m。基座大厅是参观人流的重要活动空间之一，室内效果要求很高，结构最大跨度达27m。

基座大厅大跨度屋盖采用围绕各塔放射形布置的交叉编织钢筋混凝土主、次梁-板结构。建成后，基座大厅清水混凝土构件的室内效果美观、大气。

4、风振控制设计

为了减小顶部观光厅风振加速度的影响，在主塔上部结合水箱设置了TMD装置，并采用折返吊挂方式解决水箱间空间高度不足、质量块自振周期较短的问题。实测结果表明，利用水箱制作的TMD对于减小风振加速度具有明显效果。

5基础设计

塔座采用混凝土灌注桩基础，采用后压浆工艺提高单桩承载力特征值。在塔底与其他部分之间设置后浇带，避免差异沉降的影响。

在施工要求方面，组合塔式结构的连接桁架是各塔体之间的唯一联系构件，滞后安装将无法保证结构在施工期间的稳定性。施工时各塔之间每隔18m高度安装一道临时水平支撑，并在水平支撑之间布置交叉钢筋，通过花篮扳手施加预应力，并根据实际情况进行预应力调节。待沉降稳定后，最终焊接固定各塔之间的连接桁架。