华东建筑设计研究院有限公司总工程师汪大绥:“天津:设计未来--建设新天津”活动演讲
阅读:5201 2009-04-17




汪大绥,1941年2月生,华东建筑设计研究院有限公司总工程师,全国工程勘察设计大师称号,全国劳动模范。
  
汪总从事结构设计四十一年,完成了大量工程建设项目的设计,所涉及的项目先后有15项获得部市级优秀设计。在科研,标准和规范编制等工作方面,先后有四个项目获得上海市科技进步奖。同时兼任同济大学博士导师,培养博士生研究生两名,硕士研究生三名。


各位领导、女士们先生们,大家上午好,非常高兴参加这次峰会。我来自华东院,现在看到的就是我们华东院的院标,这个院标最近被评为上海市著名商标。华东建设设计院位于上海。1952年成立以来,作为国有的大型设计院,伴随着共和国一起成长,在全国各地有很多的工程项目。

大家现在所看到的是陆家嘴金融贸易区,是我们建筑比较集中的地方。这里面大部分建筑都是我们或者是我们和境内外的建筑公司联合设计的,比如金茂大厦,它是中国第一个超过400米的高层,是我们和SOM合作的。环球金融中心目前是中国大陆最高的建筑,它是保持着两项世界纪录,是我们和美国的建筑公司合作社的。这是它的结构体系。

另外我们也设计了中央电视台,这个是大家非常关注的。这个建筑234米高,最大的悬挑75米,悬挑体的重量达到5万吨,上面还有14层。这是我们和其他事务所合作设计的,这个难度非常突出,但是中国的工程技术人员还是顺利地设计出来,并且建造出来了,目前这个工程已经完全竣工了,是装修的收尾阶段。

此外我们在国内其他地方也设计了一些标志性建筑,比如重庆国际金融中心,430米高,是我们原创的,郑州绿地广场,也是我们和SOM合作设计的,280米高。另外,我们也走出了国门,也设计了印度钻石塔。另外还有正在施工的苏州东方之门。我想展示一下华东建设设计院在超高层建筑领域所做的一些工作。我们有更多的机会从事高层和超高层建筑的设计。

最近我们正在设计天津117工程,这个工程也在紧张的设计当中,下面要转到我今天要讲的内容。因为我是工程师,可能我讲的内容有点枯燥。

钢板剪力墙的研究以及在天津津塔过程当中的应用。它位于天津海河之滨,大沽桥畔,是一个天津市的白金地段,总共有60万平方米,由写字楼、酒店、公寓组成,是一个非常重要的应用,是由北京金融界公司在天津投资的。

它的写字楼75层,高度330米,采用了钢板剪力墙的结构。钢板剪力墙是什么东西?钢板剪力墙是由钢管混凝土筑,钢梁再加上钢梁之间的空间由钢板填充所形成的一种结构体系。这种结构体系我个人认为它最大的优点就是自重很轻,结构尺寸很小,施工速度很快,而抗震性能优良。主要的设计理念就是垂直荷载由梁柱承受,钢板很薄,一般是16-20毫米左右。主要是在地震时才会起作用。在小震作用下,它受力很小,但是如果我们进入了中震,它会在一个方向会发生屈曲,另外一个方向形成拉力场。

正因为它一般的钢板剪力墙是不承受竖向荷载的,所以在施工的过程中,大家可以看出,地震越大,钢板的发挥就越充分,特性就在此了。

这是我们这个结构的一般情况,就不细说了,钢板剪力墙的布置,津塔是一个椭圆形的形状,在核心筒里面布置了若干红色的横向剪力墙,这些外面的是未来要增加刚度,而增加的伸臂航向。在伸臂行架的部位,灰色的是钢板,这是一个航架。钢板剪力墙和钢管柱的连接也是比较简单的,就是通过焊接连接,这里头再灌高强混凝土来增加它的高度。

这个工程是大家实际看到的,这是钢管柱,这是框架梁,钢板在工厂制作时就跟上面一层的梁已经焊在一起了,在边上是临时固定,低端还没有固定。主体结构施工的期间,荷载不要传递给钢板,这是设计中最重要的一点。这是它的结构特性所需要的。当然这也带来一个问题,钢结构主框架及楼盖主层向上施工,我们希望主体结构到顶之后,再把钢板剪力墙全部固定,因此有大量的焊接工作量会在主体结构之后才完成。这样会带来跟钢板剪力墙相关的其他工作以及设备安装都不能进行,这样从工期上有点不利,这样业主就提出一个问题,他说你不能按照常规的程序,就是把主体结构完成后再装钢板剪力墙。业主提出这个要求时,我们已经在出施工图了,如果按照这个要求,我们不得不考虑,钢板剪力墙参加竖向工作的可能有没有?如果做不到,原来的方案就有很大的问题,如果我们要满足一些业主的要求,我们应该进行哪些研究呢?

我们就提出一个采用竖向加筋肋的方案,钢板剪力墙相当于一个它产生的拉力墙像在水里拉动,我们从农民挑水的时候怎么防止水晃到水桶外面来?可以放个木板飘在上面,我们要在水中放一个木筏,平波而不流动。按照这个理念我们提出了一个带加筋肋的钢板剪力墙,从理论分析上,加筋肋的钢板剪力墙还能不能形成拉力墙?理论分析证明,有了竖向加筋肋之后,拉力墙是能够形成的。我们再在实验上来证实一下。

这里有两个钢板剪力墙的模型(PPT演示),第一个就是钢板,第二个就是带肋的。这是模拟地震的实验,可以往复地推它。这个上面加了三个千斤顶,这个实验是在清华大学的力学实验室做的。做下来的结果,这是两种对比,第一个是无加筋肋的剪力墙,有加筋肋的剪力墙在整个实验过程当中没有出现倒塌,因为它给了一个非常饱满和均匀的智慧曲线,反映了结构耗能的能力。它所包含的面积越是多,耗能能力就越大,也就是抵抗地震的作用就越强。这个实验是没有加筋肋的剪力墙,但是可以看出,第一个它不饱满,也不光滑,这些不光滑就是由于钢板剪力墙屈曲工作产生的压力形成的,我们从理论上,实验上都证明了钢板剪力墙是可行的。

这是外柱,这是内柱(PPT演示)。因此我们通过实验研究的方法,在满足业主要求的基础上有所创新。这个钢板剪力墙建筑将是世界最高的钢板剪力墙。目前的进展相当顺利,我们预期它会顺利完成,同时我们也在结构基础上提出了一些新的东西。

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