谈到建筑形式,尤其是以
钢结构为代表作,人们或许会想到“鸟巢”、央视新台址、银泰中心……纵观城市建设,但凡大而奇的建筑在建筑形式上无一例外地选择了钢结构,是现代设计师对其有了偏爱,是建设者钟情于它?笔者日前来到央视新址工程,与中建三局钢结构专家欧阳超进行了交谈。
中国钢结构建筑起步晚起点高
在没有正式交谈前,欧阳超先向记者介绍了一则故事。在一个世纪以前,一场持续了3天3夜的大火几乎将整个芝加哥化为灰烬。然而,美国人却以此为契机,点燃了建筑艺术新的火炬。以
玻璃和钢铁为材料的建筑物由此而遍及合众国各大州,连一般连锁店也成了钢结构……
据悉,直到20世纪80年代中期,中国钢结构建筑还仍是“零”。也就在此时,较西方晚了几十年的中国钢结构施工,却在一个很高的起点上,按很高的标准、很严的要求,艰难起步,迅速发展。中国钢结构施工的起始点可追溯到1984年,当年中建三局
中标中国第一座钢结构大厦——深圳发展中心。在当时,国内施工主打砼结构的战场上,钢结构施工却是未开垦的处女地。迅速掌握世界先进的二
氧化碳气体保护
焊接技术成了建设者完成该项工程手中的“金钢钻”。于是,该局10名焊工尖子东渡扶桑学艺。日本川畸制铁培训中心的专家在了解到他们大多只有初中文化时,便断言“文化基础扎实的也得学3到6个月,你们的合同学习期仅一个月,到时候能有三分之一合格就不错啦!”面对羞辱,10名中国焊工每天集中学习7个小时,课余饭后相互探讨、切磋。30天后,这10名中国小伙顺利结业。在随后开工的深圳发展中心大厦工程上,他们发挥了重要作用,从焊接130毫米厚度刷新从前110毫米纪录,到35万延米焊缝经超声波及滋粉探伤检查全部合格,再到98%的焊接达到美国最高(D级)标准……中国的钢结构施工从此便一发不可收拾!
大型公建用钢结构各具特色
欧阳超说:“钢结构现在比较流行,而且其造型和施工难度越来越高了,比如说,现在国内
公共建筑具有代表性的央视新址工程、上海国际贸易中心、广州电视塔以及国家体育场工程。“央视”新址工程既有高度还有难度,是对不规则建筑结构施工的一次挑战,上海国际贸易中心是
超高层建筑,广州电视塔其本身的塔形结构已是非常复杂,用钢结构进行施工就更加复杂,国家体育场则可称是造型奇异的代表作。”以“央视”为例,其具有倾斜(整体双向倾斜6度)和双挑(分别为70米和60米)结构,且在双挑的斜方向结构在重力的作用下会有一定的下垂;该工程所用的
钢材级别较高,在一般的钢结构工程中使用的多为Q345D或Q390D,而“央视”工程则用了Q420D和Q460D,这在一般公共建筑中很少见,这就给钢材的制作和焊接带来了很多技术难度和要求;央视新址主楼由两栋的塔楼组成,并由14层大悬臂结构连接,形成一个巨大“
门”字形。这一造型对传统建筑施工技术的挑战令人望而生畏。悬臂在重力的作用下下垂,要求在施工过程中要进行反
变形,要求在钢结构焊接过程中还需计算其预调值,这个值在以往公建中几乎用不到;另外,工程的测量也是难题,由于结构倾,致使其每一根柱要在高空中定位,若加上预调值其安装的难度就会更大;随着钢材的级别提高,其厚度也增加到了135毫米,超长超厚的钢结构焊接在央视工程中多达11个,目前已完成了7个。
欧阳超还告诉笔者,像“鸟巢”工程其钢结构的特点是空间曲线结构,这样就给钢结构的制作带来更高要求,因为一旦出现误差,钢结构之间的焊接就很难对接顺利,另外其焊接的工艺也相对要求得更加严格;银泰中心工程比较常规,不是很复杂,其施工的最大难度是要在地面拼装两根39米长的
桁架,然后用塔吊
吊装。该工程分内、处筒整体呈回字形的
框架形式,内筒由35根柱组成,主要为安装高速电梯,这些柱子在施工中就要求其安装和
垂直度非常精确,否则在电梯安装时会受影响。他说,国贸三期、银泰以及北电中心工程三者同属于超高层,并采用诸如大跨度、超长焊接等施工工艺。可以说,北京的大型公建用钢结构施工各具特色、各有难度。
超高层大跨度特殊造型是发展方向
欧阳超指出,今后钢结构建筑的发展方向应该是超高层、大跨度和特殊造型三个方面。特殊造型以广州电视塔和“央视”、“鸟巢”为代表,这些建筑的共同点是不可能采用
混凝土施工。而目前如首都、武汉、白云机场以及一些现代化的火车站建筑形式也开始向空间曲线相连,大跨度的方向发展,这样的结构只能由钢结构的形式来完成。另外,钢材级别越来越高,钢结构建筑的用钢量也越来越大。北电中心约4万吨、国贸三期约6万吨、“央视”约12万吨。
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