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武汉606:长江边的超级工程(上篇)

中央电视台曾制作过一部名为《超级工程》的纪录片,一共5集,收集了中国最具代表的5大超级工程作为蓝本,其中一集专门对世界第二高楼的上海中心工程建设进行了跟踪拍摄。你可以从中看到一栋摩天大楼蕴藏的先进技术,经历的无数难关,这些难以言喻的、枯燥的高精简难题似乎都在时刻提醒你:摩天大楼,是一场人类挑战极限的超级工程,或许这样的挑战过程才是摩天大楼的魅力所在。

《超级工程》的纪录片

如今,《超级工程》早已蜚声海外,上海中心也已经落成运营,但是中国的超级工程并未结束。就在武汉长江边,正在崛起又一个世界级超工程——武汉606。这座距离长江不到300米的606米超级摩天大楼建成后将成为世界第三高楼,而它的体内自然也被注入了超级工程的强大基因。


01

超级稳固基因——

                   亚洲最大的基坑




▲武汉606地下室土方开挖

摩天大楼最佳栖息地是基质稳固的土地条件。可惜,往往事实往往不如人愿。世界最高的迪拜塔建于沙漠地质,第二高上海中心建于黄浦江畔松软地质,而武汉606近邻长江,似乎摩天楼生来就要挑战不可能。

并非完美的地质条件又必须建成完美的稳固建筑,这对建筑的基坑建设要求极高。


武汉606地下室土方开挖总量约100万立方米,混凝土支撑约2万立方米,共有5道内支撑及超大直径环形支撑,开挖最深为35米。工程桩超过2000根,该工程入岩地连墙垂直度要求1/500、最深55.45米,单幅钢筋笼最重85吨,桩基入岩最深13米。历时半年以上,这座亚洲最大基坑未来将全力确保武汉606的根基稳固。


02

超级抗震基因——

                   抵抗475年一遇的地震




▲武汉606主楼结构风荷载进行风洞模型试验研究

抗震是所有摩天大楼的必经高考。武汉606的结构工程师通过创建数学模型,进行地震波逐条观察,每条地震波花一周时间进行运算分析,从而对建筑整体抗震性有了完整认识,并及时调整整体建筑设计方案。


比如,在运算过程中,工程师发现有一处墙体抗震性能呈现减弱,而原因明显与91层的主核心筒的缩进有关。这一缩进显著改变了核心筒的力学性能。为了减小这一影响,建筑师和结构师相互协作,将原方案到91层就停止的部分核心筒墙体延伸到123层,从而以最简洁的方式保持了核心筒的力学性能。让这项超级工程达到了《高层建筑混凝土结构技术规程》对于600米以上的超高层建筑需要抵抗50年内超越概率为2%或475年一遇的强震的超高难度要求。


▲武汉606模拟地震振动台实验

03

超级风荷载——

                   100年风荷实验“吹”出的三叶草




▲武汉606令人惊艳的“三叶草”梭型楼体

武汉606令人惊艳的“三叶草”梭型楼体,并非设计师一拍脑袋为了“颜值”而描绘的迷人蓝图。

超级高楼本来就容易受风影响,何况武汉606还处于开阔江岸,风况更为复杂严峻。为了获得最佳的建筑功能和结构性能,武汉中心主楼的建筑体量在设计过程中进行了不断地优化,通过100年风荷实验与抗震实验的无数次组合测试,采取了四项措施:(沿竖向)逐渐缩进的体型、穹拱式的塔冠、带圆角的三角形楼层平面和散落在不同高度的风槽。由于这些措施能够有效减小作用于超高层建筑的不利风荷载效应,所以结构材料的用量可以得到节省,建造成本也会大幅降低。

由此可见,武汉606的挺拔英姿实际上有着更为实际的作用,借此完成又一项超级工程难题。

04

超级幕墙系统——

                   幕墙界的“歌德巴赫猜想”




▲武汉606全弧线型建筑立面上玻璃幕墙安装难度可谓举世罕见

现代摩天大楼的外表几乎都是玻璃幕墙的天下,但是其中的技术含量可能有天渊之别

最简单的莫过于立方体建筑,玻璃幕墙规格相似度高,生产安装技术相对简单。迪拜塔这样的世界首高,建筑体的造型决定其玻璃幕墙的相似度应该在10%以上。而武汉606这样的几乎全弧线型建筑立面,逐渐缩减的塔身形状,其玻璃幕墙设计制作安装难度可谓举世罕见。总共21411块幕墙仅仅3块相同,堪称幕墙界的“歌德巴赫猜想”!

最终,武汉606利用Grasshopper的参数化建模方法将塔楼表面划分为若干倾斜且逐渐缩进的梯形板块,以此对大部分塔楼表面形状进行拟合,并发展出一套逻辑原则。此外,其它一些措施也同时采用,以解决局部特别不规则的问题。几何模型的重建需要进行大量的迭代运算,综合考虑建造工艺、安装和建筑美学,确定最优的幕墙板块尺寸和布置方式。总之,工程师们攻克了超级工程的这道惊世难题。

后记——

            核聚全球企业的商务巨擘 




▲武汉606效果图

武汉606还在继续“拔高”,这栋世界第三、华中第一的大楼内部未来将容纳约202430平方米的办公空间(包括总裁办公)、约59324平方米的商务公寓、约61334 平方米的顶级酒店。带着全球尖端技术的磅礴之躯,史诗般伫立在时代的高点眺望长江。


日前,武汉606正向全球顶尖物管企业抛出橄榄枝,期待又一个尖端合作伙伴来共同解决这座拥有84部电梯的超级工程后续管理运营难题。


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