Chas Pope：重新定义摩天大厦

感谢各位，今天非常高兴能够受邀来到这里做演讲，谈一谈我们在过去在北京做的项目。奥雅纳参与了北京很多新的摩天大厦的建设，我们在北京的办公室可以看到CCTV大厦逐渐的崛起，这个建筑是05年开始的，当然我们还看到CBD地区有很多摩天大厦过去几年不断地崛起。作为结构工程师我们要关注CCTV大厦这个工程的结构，它重新定义了摩天大厦奥亚纳建了很多著名的项目，包括悉尼歌剧院，以及哥本哈根的厄勒海峡大桥，涵盖各行各业的建筑。我们将设计的质量放在第一位，不追逐利润，我们赚的钱足够运营，但是主要精力是放在注重质量上。这是我们全世界的网络图，现在在中国内地有七个分支机构，港台也有两个。这是我们在北京以及上海等地所做的一些项目，比如北京首都机场、香港大桥、水立方等。

典型项目1——央视大楼
央视大楼由塔1和塔2两座塔楼、裙楼及基座组成，地下3层（深为18m）。塔楼1平面尺寸为60m×40m，51层，高度为234m；塔楼2平面尺寸为52m×40m，44层，高度为210m。顶部采用悬臂结构将两栋塔楼连为一体，悬臂结构为9~15层，最大悬挑跨度为75m，悬挑结构离地面高度为162m。

央视主楼采用钢支撑筒体结构体系。带斜撑的钢结构外筒体提供结构的整体刚度，部分钢结构外筒体表面延续至筒体内部，以加强塔楼角部及保持钢结构外筒体作用的连续性。外筒体由水平边梁、外柱及斜撑组成，筒体在两个平面都倾斜6°。外筒柱采用钢柱、型钢混凝土柱。斜支撑截面尺寸及分布根据受力需要而变化。


考虑到结构体系特殊、体型复杂、严重超限以及工程的重要性，采用了性能抗震设计，在施工图设计阶段确定地震参数如下：地震加速度峰值参照安全评估报告，即小震95cm/s2(一般8度区70cm/s2)，中震265cm/s2，大震400cm/s2。
在振动台试验的基础上，经与抗震专家组多次研讨与论证，最终确定了如下抗震设防目标：1)在多遇地震作用下按反应谱设计，外筒结构处于弹性状态，在主楼与裙房交界处、层30附近的外筒柱及支撑按弹性时程分析,使其处于弹性状态；2)在中震作用下外筒柱、悬臂与塔楼连接附近的支撑、柱脚以及悬臂端区域内外筒支撑不屈服 (荷载作用以及材料强度均取标准值)；3)在罕遇地震作用下，按动力弹塑性时程分析验算结构的层间位移和构件极限变形，结构重点部位如转换桁架、柱脚等不屈服。


主楼基础采用桩筏基础，桩型为钻孔灌注桩。塔楼筏板在最厚处达7m(深于电梯底槽处)，如此厚度给实际施工时混凝土浇注的一次性完成带来了困难，筏板工作量大（39000m3混凝土，5000t钢筋），施工对每个塔楼筏板进行连续72小时浇筑，每小时浇筑混凝土720 m3，由3家供应商共160辆混凝土运输车连续工作。




典型项目2——深圳证券交易所
深圳证券交易所的设计相对来说比较简单，是一个方形的塔楼，底部有裙楼，方案期间考虑将裙楼抬高，将会释放一些空间，且与周围的环境也能更好地协调，但也由此带来了一些问题。通过各种方案的比较和专家的论证确定了现在的方案。在没有支撑的情况下，将裙楼抬起来40m。


典型项目3——中国尊
我们正在设计的一个建筑就是中国尊，建成之后将成为北京新的天际线。因为北京是地震多发区，抗震性能非常重要，针对这方面与建筑师进行合作，进行了很多参数的模拟来优化整个建筑，最后得出最合理的结构（一个核心筒+8根巨柱）。


典型项目4——台北表演艺术中心
台北表演艺术中心不是一个摩天大楼，但是一个完全不一样的建筑结构。台北表演艺术中心包含三个剧院空间，它们围绕一个高抬的盒子分布，而这个方盒子结构将呈现波纹状的玻璃表皮。这三个大礼堂中有一个被命名为“Proscenium Playhouse”（舞台剧院），这个剧院有一个球形的结构，它可以和一个非对称的大剧院合在一起，形成一个有60m长舞台的表演场馆。扩展舞台剧院结构采用双壳结构，支撑在两侧柱子及主体结构边缘。简单的中央立方体涵盖了一个错综复杂的内部结构，并使后台、舞台与支持空间巧妙地交织融合。公共环路使游客有机会看到后台区域。周边抗侧和抗扭的钢撑结构使得内部空间的布置更加灵活。台北是地震多发地区，采用的基础隔震可以减少60%结构承担的地震力，且减少了材料用量并能简化细部构造。还采用了一些非常先进的技术，如，1）疏散分析：对整栋建筑进行疏散模拟；2）消防工程：对于超出规范设计的部分，通过专业分析论证对于提供额外座位情况下疏散系统的合理性，确保客户的利益最大化及建筑设计的灵活性；3）烟雾总量分析：大剧院对于容纳1500个座位的礼堂进行火灾模拟试验能够合理评估人员安全逃离所需时间；4）空气流动舒适度分析：复杂的礼堂流体分析形态以确定空气流动对客人舒适满意度的影响。