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498米！全钢结构打造的西北第一高楼，背后的“黑科技”你绝对想不到！

发布于：2021-04-21 13:29:21 来自：建筑结构/钢结构工程 [复制转发]

西安：简称“镐”，古称长安、镐京，是陕西省省会。历史上先后有十多个王朝在此建都，是世界四大古都之一，是中国历史上建都朝代最多、时间最长、影响力最大的都城之一。

每座城市都有一座属于自己的独特地标，上海有东方明珠，北京有中心大厦——中国尊。很久以来，西安的地标一般都会被定位在钟楼，大雁塔等古建筑，毕竟这些几百年上千年历史的古建筑是十三朝古都的都有名片，但是随着西安的发展，西安也逐渐需要一些现代化的地标，今天我们要说的就是绿地集团打造的未来西北第一高楼，498米高的中国国际丝路中心大厦它的背后到底隐藏了多少建造亮点？

项目效果图

项目概况

中国国际丝路中心项目位于陕西西安沣东新城，建筑高度498m，结构高度479.7m，地下4层，地上101层，标准层层高为4.2m，沿竖向分为6个办公区和1个酒店区，塔楼地上建筑面积约27.5万平方米。

结构采用组合框架-钢筋混凝土核心筒-伸臂桁架-空腹桁架结构体系。看似普通的结构体系，其实暗藏玄机！

01、全球采用黏滞阻尼器的最高建筑

该体系一般适用于高度不超过350m的超高层建筑。本项目结构高度达到479.7m，且位于高烈度设防地区，框架-核心筒体系会出现侧向刚度不足，层间位移角过大的问题。

鉴于此，考虑引入黏滞阻尼减震技术，降低结构的地震响应，使结构设计满足规范要求。

黏滞阻尼伸臂由竖向放置的黏滞阻尼器和伸臂桁架组成。

黏滞阻尼伸臂的工作原理：将核心筒的弯曲变形通过伸臂桁架的杠杆作用转换为黏滞阻尼器的变形。

黏滞阻尼伸臂工作原理

黏滞阻尼器的总变形可分为三部分：核心筒转动引起的伸臂端部变形、黏滞阻尼器反力引起的伸臂端部变形及框架柱的轴向变形。

黏滞阻尼伸臂减震机理

黏滞阻尼器伸臂的耗能机理如下：a.黏滞阻尼器耗能，提供附加阻尼比，地震作用降低；b. 超高层结构采用黏滞阻尼伸臂后，相比刚性伸臂，结构静刚度降低，周期增大，地震作用进一步降低。

为此项目的技术团队还专门做了 振动台模型试验 ，以确保地震下的结构安全。

试验在中国建筑科学研究院振动台实验室进行，实验室拥有美国MTS生产的大型三向六自由度模拟地震振动台试验系统，是目前国内尺度最大（6m×6m）、承载能力最强（标准负荷60t）、技术最先进的三向六自由度大型模拟地震振动台之一，其技术指标及控制精度在国际上均居于领先地位。

振动台参数

加速度传感器和位移计

受试验设备技术条件制约，超高层结构的振动台试验模型不仅空间维度需要缩小，模型的制作材料也会与原型不同，通常采用微粒混凝土和软黄铜进行加工，以满足振动台设备加载能力的限制。

微粒混凝土材性试验

黄铜材性试验

图为在地震作用下，整体结构采用有阻尼伸臂和无阻尼伸臂的结构变形模型图

本次实验共进行2天，历时约8个小时，从8度小震开始、历经8度中震直至8度大震，总计完成44个试验工况，期间通过阻尼器拆装完成了有无阻尼伸臂的对比试验，最终顺利完成。

02、造型复杂的异形幕墙

从材料上，本项目主要采用玻璃与铝板等轻质幕墙材质，结构上可减轻建筑的自重，在视觉上玻璃和金属相互映衬。

498米的主塔高度、超高层摩天建筑集群构、复杂折线造型的塔冠施工、稳固的结构体系……实施如此高难度、高标准的项目，其实挑战很大的。

首先，在大厦玻璃幕墙方面，为了呈现如骊山阶梯般层层向上的效果，内凹墙横向排布的标准层玻璃幕墙区域，采用了带大装饰条全明框的单元式幕墙，使建筑外立面的线条感明快、层次分明。

其次，在大厦斜墙位标准层区域，主要采用带三角形铝板线条的大板块单元式幕墙，以及开放式铝板幕墙，从“秦俑铠甲”里获取灵感，为了更接近“铠甲”的效果，在面窗洞口处的铝板采用圆角造型，简约灵动，浑然一体，淋漓尽致地体现了建筑师对细节的把控。

同时，大厦在37F、60F、80F、99F分别设立空中大堂/设备层，主要采用全明大跨度玻璃幕墙的形式，跨度达7800mm；转角面（外凸面）幕墙室外部分为框架式铝板包柱系统，室内为跨层6854mm高的玻璃单元板块，来化解过渡单调无物的缺点，跟建筑设计完美结合，形成造型优美的结构体系。

超高层安装施工难度大，而塔冠部位的施工便是该工程中难度最大的地方。建筑形体向上逐渐收缩，直到在498m处形成别致的塔冠。塔冠为四个对称的复杂折线造型，同时此处幕墙形式为单元体幕墙，塔楼屋顶受风荷载影响较大，垂直运输困难，此处的施工组织、材料运输、安装顺序等步骤都是重点控制方向。

本项目还采用先进的3D扫描仪器进行测量放线，在施工上采用BIM技术建立Rhino模型，进行形体校核及板块分析，实施精细化施工。

03、新一代“空中造楼机”

中国国际丝路中心大厦使用的“空中造楼机”，又名智能顶升平台系统，是400米+超高层建设的必备法宝，集建筑智能化、附着新型化、平台装配化于一体，像一个“移动造楼工厂＂。能让建设者在几百米的高空如履平地，高效进行钢结构安装、钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑等施工作业。

空中造楼机效果图

亮点1、建筑智能化

“空中造楼机”研发采用了智能监测系统、成型钢筋骨架、智能养护系统、焊接机器人、测量机器人等技术。智能监测系统作为“空中造楼机”的“专属医生”，可以实时监测造楼机的“健康状况”；成型钢筋骨架实现预制化、工厂化加工，大大提高施工效率；智能养护系统可以实时监测混凝土表面养护情况，有效提高混凝土养护质量；焊接机器人可以完成高空和狭窄区域内的焊接作业，焊缝更加饱满，焊接质量更加可靠；测量机器人使测量更加精准，克服了高空测量放线的作业难度，对于工程施工质量的控制具有重要作用。

亮点2、附着新型化

自主研发的顶升系统采用新型附着技术，融合仿生学、机械工程学、结构工程学及智能化控制技术，改变了传统平台顶升常采用的“蛙跳式”爬升和“升板法”提升，适应性强、承载力高、对墙体承载力影响小。

亮点3、平台装配化

是针对传统平台无法周转的一次革新，装配式作业平台秉承“易装配、便周转”的设计理念，在造楼机作业平台系统设计上属于首创。

04、可持续设计

建筑结合多种绿建技术，包括太阳能板及太阳能热水，可用于塔楼的商业、办公、酒店等功能。塔楼设计采用收分造型，通过优化结构增加工程效率，并为建筑提供开阔的城市景观。高性能建筑围护即使在极端气候季节也能为建筑提供良好的保温，最小化热传导并保持恒温舒适度。暴露于太阳及风力的立面区域采用凹入设计及遮阳，同时又将日光引入塔楼内部。