“超高层建筑关键技术”为上海中心大厦强筋健骨

上海中心大厦结构已经封顶，其50多万平方米的面积相当于外滩的建筑面积总和，所以被称为“竖着的外滩”。超高层大厦让原本简单的建筑问题都变得复杂且难以预料，如何保证上海中心建设的稳步推进？



虽然城市建设速度迅猛，但我国500米以上超高层建筑设计经验不足，技术相对落后也是不可回避的事实，因此，围绕500米以上超高层建筑设计关键技术开展研究，是一项具有重要科学与现实意义的工作。“竖向城市”的超高层建筑不仅要满足人们的功能需求，更要满足人们的审美需求，还要充分考虑建筑对环境和城市空间的影响。
围绕着这些，我们的研究要探讨超高层建筑的抗风抗震问题、生态节能技术、超大型空间的利用技术，超大型地下空间的规划整合与开发利用、消防安全问题、垂直交通、幕墙系统的设计及维护问题、BIM技术的运用等等。
据了解，根据上海中心的特点，主要集中在室内空间环境设计、地下空间的规划整合与开发利用、垂直交通组织、被动式生态技术应用、风效应及荷载、巨型柱受力性能及设计方法、组合钢板剪力墙及屈曲约束支撑应用技术、钢骨混凝土柱—钢梁—钢桁架—内含钢板和钢骨的钢筋混凝土剪力墙混合系统研究、超大截面异型钢骨巨柱的受力新特点、超高层建筑结构高延性、高耗能的组合钢板剪力墙关键技术、超高层钢结构抗火安全设计技术、超高层建筑玻璃幕墙（含支承体系）抗爆设计技术、深基坑施工数字化安全监控技术、基于BIM概念和技术的高层建筑全寿命管理系统、三联供冰蓄冷地源热泵等能源系统在超高层建筑中的设计应用、高大中庭热环境控制与防排烟技术、超高层绿色建筑雨水收集与处理技术等等。
涉及上海中心的方方面面，“以上海中心大厦项目设计实践为背景，摸索出并固化500m以上超高层建筑设计成套关键技术”，其中包括超高层建筑人文空间、超高层建筑抗风抗震设计、超高层建筑安全设计、大体量曲面旋转的超高层建筑幕墙、超高层建筑深基础优化设计、超高层建筑机电设计等关键技术。
以人文空间关键技术为例，如此巨大的空中城市，几万人同处其中，室内空间环境如何设计，超大型建筑地下空间如何规划整合与开发利用；这样的超高层建筑里，仅电梯就有一百多部，垂直交通如何组织方能便捷高效并乘坐舒适，生态节能技术如何运用才能让人没有身处室内的闭锁感……这些都是需要相关专家展开研究的。
再者，像这样的超高层建筑，它的安全如何保证？研究内容就包括幕墙安全设计技术、建筑自身变形与幕墙系统的协同设计、消防安全设计技术、结构防火安全设计、楼板舒适度控制设计、超高层建筑的全寿命信息模型、高强高性能混凝土、幕墙施工安全性监测等。


涉及到建筑风场随机性风荷载、特殊体型超高层建筑风荷载的设计参数、不同楼层的顺向风和横向风的最大加速度、基于风荷载的复杂建筑外形优化设计、超高层建筑风荷载的测试方案设计等。比如大楼的“V”型槽，开口多深、用什么样的曲线往上盘旋，盘旋多少度合适？这都需要我们的研究给出答案。最后，综合各种研究结论，这个槽用120度的角度扭转至顶最佳。
据了解，随着研究的陆续结题，成果在建筑施工中也得到迅速的应用，目前研究已经形成包括专利、新产品、新装置、论文专著及人才培养的系列成果，以这些研究成果作为支撑，2008年施工到现在，没有一个构件、一片玻璃‘回炉’重做。