【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！

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。