這是一個關于上海的夢想,一個二十年前便開始的計劃。632米,這是中國人第一次把建筑造到600米以上,它也是世界最高的綠色超級摩天大樓。這是工程師們關于垂直城市的大膽想象,第一次在超高層建筑中使用雙層玻璃幕墻,打造東方“空中花園”,創造更為環保、舒適的未來空間。
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上海中心大廈,位于浦東的陸家嘴功能區,占地3萬多平方米,所處地塊東至東泰路,南依銀城南路,北靠花園石橋路,西臨銀城中路,為上海陸家嘴摩天大樓建設計劃最后的壓軸工程。其建筑設計方案由美國Gensler建筑設計事務所完成,主體建筑結構高度為580米,總高度632米,是目前中國國內建設中的第二高樓。上海中心大廈總投入超過148億元,按照工程計劃,大廈將于2015年全面建成并啟用,成為世界第一綠色摩天高樓并與420.5米的金茂大廈、492米的環球金融中心共同構成浦東陸家嘴金融城的金三角,勾勒出上海的摩天大樓天際線。
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上海中心效果圖
開工時間:2008年11月29日。 竣工時間:2014年。 占地面積:30368平方米。 建筑面積:574058平方米,其中地上總建筑面積約410139平方米。 建筑總高度:632米。 建筑層數:地下結構5層,地上部分包括124層塔樓和7層東西裙房。 結構形式:鋼筋混凝土核心筒-外框架結構。 用鋼量:約100000噸。 建筑造價:148億元。 上海塔依靠3個相互連接的系統保持直立。第一個系統是90英尺×90英尺(約合27米×27米)的鋼筋混凝土芯柱,提供垂直支撐力。第二個是鋼材料“超級柱”構成的一個環,圍繞鋼筋混凝土芯柱,通過鋼承力支架與之相連。這些鋼柱負責支撐大樓,抵御側力。最后一個是每14層采用一個2層高的帶狀桁架,環抱整座大樓,每一個桁架帶標志著一個新區域的開始。參與上海塔設計的宋騰添瑪沙帝公司工程師丹尼斯-普恩表示:“這座摩天樓就像是一個被分成9塊的婚禮蛋糕。” 與絕大多數現代超高層摩天樓一樣,上海塔不只是一座辦公樓。Gensler技術部門負責人本尼迪克特-特拉奈爾表示:“一座如此規模的高樓擁有屬于自己的郵政編碼。”上海塔的9個區每一個都有自己的空中大廳和中庭,夾在內外玻璃墻之間。1號區將是零售區,2號區到6號區將為辦公區,酒店和觀景臺座落于7號區到9號區。空中大廳的每一層都將建有自己的零售店和餐館,成為一個垂直商業區。
上海塔將有兩個玻璃正面,一內一外,形象地說,就是一個管子外面套著另一個管子。玻璃正面之間的空間在3英尺到33英尺之間(約合90厘米到10米),為空中大廳提供空間,同時充當一個類似熱水瓶的隔熱層,降低整座大樓的供暖和冷氣需求。降低摩天樓的能耗不僅有利于保護環境,同時也讓這種大型建筑項目更具有經濟可行性。
據Gensler估計,上海塔在提高能效方面采用的革新技術每年可節省250萬美元。 上海塔的快速電梯由三菱公司設計,負責將乘坐者送上空中大廳。這種電梯采用加壓艙設計和可以發電的轉換器,能耗減少30%。上海塔的快速電梯最大速度超過每小時40英里(約合每小時64公里)——正常情況下為這一速度的一半——是世界上速度最快的電梯。這座摩天樓將安裝106部電梯,其中有7部為雙層電梯。 宋騰添瑪沙帝公司的倫納德-約瑟夫表示:“并非所有超高摩天樓都需要很深的地基。在世界各地的城市中,曼哈頓是個例外,當地的巖床雖然比較淺,但非常堅固。”
上海處在一個地震帶,上海塔的建造地點位于一個河流三角洲,土質松軟,含有大量粘土。在豎起鋼梁前,工程師打了980個基樁,深度達到282英尺(約合86米),而后澆鑄215萬立方英尺(約合60881立方米)混凝土進行加固,形成一個20英尺(約合6米)厚的基礎底板。 從頂部看,上海塔的外形好似一個吉他撥片,隨著高度的升高,每層扭曲近1度。這種設計能夠延緩風流。風環繞建筑時會形成渦旋脫落效應,導致摩天樓劇烈搖晃。同樣的道理,如果將一片葉子放在手指間吹,葉子也會劇烈震動。對按比例縮小的模型進行風洞測試后發現,這種外形設計能夠將側力減少24%,這對于經常經受臺風考驗的上海建筑來說至關重要。 400余輛水泥車輪番往來,500多名工人輪班不間斷工作,60多個小時連續作業,建設中的上海第一高樓——上海中心大廈主樓61000m3大底板混凝土澆筑工作將于2010年3月29日凌晨完成,如此大體積的底板澆筑工程在世界民用建筑領域內開創了先河。 為上海第一高樓打造“定海神座” 上海中心大廈基礎大底板澆筑施工的難點在于,主樓深基坑是全球少見的超深、超大、無橫梁支撐的單體建筑基坑,其大底板是一塊直徑121米,厚6米的圓形鋼筋混凝土平臺,11200㎡的面積相當于1.6個標準足球場大小,厚度則達到兩層樓高,是世界民用建筑底板體積之最。其施工難度之大,對混凝土的供應和澆筑工藝都是極大的挑戰。作為632米高的摩天大樓的底板,它將和其下方的955根主樓樁基一起承載上海中心121層主樓的負載,被施工人員形象地稱為“定海神座”。
上海中心大廈外幕墻概況
上海中心外墻幕墻以其多層懸掛(每區12至15層)、135度連續扭轉、大跨懸空支撐(鋼構系統外懸挑最大12米)、巨大的工程體量(超13萬平米,20327個單元板塊)以及632米超高等特征,為連續、安全和綠色施工提出了挑戰。
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在建中的上海中心
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上海中心外幕墻
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上海中心大廈內部環境
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上海中心外幕墻
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上海中心外幕墻
為此,采用系統方法,從外立面方案確定、結構體系選擇,新材料選擇和施工方案選擇等多方面,尊重建筑理念的同時,充分研究大批量化工藝,確保其可建性;采用可視化預控BIM數字化工具,為復雜體態幕墻板塊構建、多工種交叉集成施工等諸多方面創造有利條件。數字化、智能化和柔性化為特點的第三次工業革命悄然到來,建筑幕墻應做充分準備。本文總結適用于超大復雜工程的系統思維方法和批量工藝化、模塊化、裝配化、數字化施工管理理念運用經驗,欲為綠色集成施工和管理提供借鑒。
上海中心大廈坐落于陸家嘴核心地區,是高度632米的綠色“垂直城市”。外幕墻懸掛于每區頂部的設備層鋼桁架結構,螺旋收縮上升,并內外層幕墻之間形成21個宏偉的空中花園。
上海中心大廈外幕墻具有板塊數量眾多、幾何形狀復雜和柔性懸吊等顯著特征,我們采用系統性方法,大量采用新技術、新工藝、新材料,實現建筑設計理想。
外層幕墻由:外部A幕墻,幕墻支撐系統(CWSS)共同構成了建筑外維護幕墻系統。
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