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平安中心建成高度600米
廣州東塔建成高度530米
廣深第一高樓PK
●530米高的廣州東塔明日封頂,深圳平安金融中心已超500米
●詳解兩棟高樓安全指數,防震防風技術成熟,防火仍是難題
明日,廣州周大福金融中心(以下簡稱廣州東塔)即將封頂,高度為530米,超過廣州原第一高樓———廣州西塔430米的高度,成為名副其實的廣州第一高樓。10月13日,在建的深圳平安金融中心(以下簡稱平安中心)高度也超過500米,成為深圳第一個超過500米的高樓,年底118層主體結構將封頂。
廣深兩地摩天大樓你追我趕,高度不斷刷新。而2001年的『9.11』事件後,高樓安全備受關注,超高層建築技術研究也進入新階段。振動工程學會隨機振動專業委員會理事、中國建築學會抗震防災分會結構減震控制專業委員會委員、哈爾濱工業大學深圳研究生院土木工程學科肖儀清教授認為,高樓安全問題主要有3個:首先是抗延續性倒塌,也就是世貿大樓遇到的問題,其次是抗地震,三是抗臺風。
其中,如何控制樓體在強風中的擺動幅度,是位於多臺風廣深地區摩天大樓設計者要著重考慮的問題。摩天大樓在風中既不能不晃(否則容易折斷),也不能擺動幅度過大;既要考慮到結構所能承受的最大擺動幅度,更要考慮人在樓裡的舒適度。
受訪專家普遍認為,高層建築是最安全的建築,越是高層建築,抗震和抗風技術就越好。例如在建的廣州東塔和平安中心,抗震設防烈度均為8度,也可抵抗100年一遇的風荷載。肖儀清的課題組對深圳的高樓進行了風環境與結構風效應的觀測研究,根據這幾年對深圳京基100的觀測結果顯示,高樓抗臺風能力基本沒問題,原先准備的兩個重達600噸的阻尼器雖為全國最大,但至今沒有用上。
和防震防風技術相比,高層建築在防火方面受到更多限制。有專家認為,目前的研究成果尚不能滿足超高層建築結構抗火設計的需要,只能通過增強預警、增加自動滅火措施以及設置避難層來應對。
技術對比
平安中心
周邊環境
平安中心所處位置決定了地基施工的難度,處於深圳福田中心區,周邊高樓林立管線密布,北側最近處離地鐵構築物不足2米,東側緊鄰廣深港高鐵。
地基
8根鋼柱入花崗岩與地殼連體
外框8根巨型鋼骨柱采用超大型直徑人工挖孔樁,直徑達8米,深度均超過30米,最深離地面近70米,全部入微風化花崗岩超過0 .5米,直接連到岩石層,使大樓就像跟地殼長成一體,確保穩固。中心核心筒下16個樁基直徑也達到5.7米,屬國內外罕見。
整幢大樓所用鋼材總重達10萬噸,超高層建築太重不經濟、太輕又不穩,所以400米以上高樓一般不會采用純鋼結構,而是鋼結構加混凝土,該樓總重達3000萬噸。另外鋼結構在500-600℃的溫度下就會變軟,失去穩定性,純鋼結構的美國世貿大廈正是因此垮塌。
樓體結構
8根巨柱+7根腰帶
外框由8根巨型鋼骨混凝土柱組成,被譽為8根『定樓神針』,巨柱最大截面長5.5米、寬2.3米,580米高,最大重量的單節巨柱達115噸。
外框還均勻分布7道桁架加強層,桁架層對加強結構強度具有很重要的作用,桁架層中的伸臂結構是連接外框和內筒的重要構件,是抗側力體系的關鍵部位,7道巨型斜橕和7道環帶桁架被喻為7條『金腰帶』。
廣州東塔
周邊環境
西側是珠江新城地下空間,南側是廣州圖書館和麗思卡爾頓酒店,東側為冼村路,附近還有地鐵三號線和A PM穿過。
地基
采用靜態爆破技術減少對周邊擾動
為避免對地鐵和周邊建築的影響,東塔地下室開挖前全部先做好支護,同時在地下岩石爆破時采取靜態爆破方式,即通過人工風鎬在岩石中鑽孔,然後注入微量炸藥,將岩石炸出縫隙後再人工開挖,這種方式和普通爆破相比耗時更長,但衝擊力較小,不會對周邊建築產生破壞。
在地下室挖至-26.7米後,施工人員將東塔的8根鋼柱植入地下,巨柱最大橫截面積為3.5米×5.6米,單個鋼構件最重為17噸。為將這些龐然大物順利運至施工場地,采用了號稱『民用建築塔吊之王』的M 1280D塔吊,一次可以吊起100噸。
樓體結構
8根巨柱+6根腰帶
東塔有兩套骨架:8根巨型鋼柱加6道巨型環形鋼桁架是主骨架,是東塔承重的主要受力系統;雙層鋼板剪力牆是次骨架,幫助分擔受力。這套結構系統也是目前國內400米以上超高層建築通用的結構體系。
8根巨型鋼柱為鋼柱內澆注高強度混凝土做成,中下粗上細,最高達515米,最大橫截面5 .6米×3 .5米,以陸地上體型最大的大象為例,單根巨柱上可以並排站立兩只成年非洲象,整根巨柱需要12個人纔能圍抱。