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第九届科技节建工学院报道(十八)——《建工制造<三>》建工抗震技术守护北京第一高度中国尊

发布日期:2019-11-01     作者:     来源: 打印本页

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走进北京CBD核心区,远远就能望到一座超高层建筑直插云天,这座引人瞩目的超高层建筑就是今天建工制造的主角——中国尊。


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中国尊是中信大厦的别称,总建筑面积43.7万平方米,其中地上35万平方米,地下8.7万平方米,地上108层、地下7层,可容纳1.2万人办公,建筑高度528米,是集办公、高端商业、观光于一体的综合性超高层大厦。


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中国尊采用了钢—混凝土组合结构,首要的问题就是高效抗震体系。建工学院曹万林教授及其课题组以北京中国尊大厦重大工程为依托,以底部巨型柱和分叉柱为原型,进行了14个异形钢管混凝土巨型柱受压性能试验研究,试件最大截面尺寸达到1.3m,最大面积达到0.63m2,最大承载力达到3950吨。


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师从曹万林教授的博士生殷飞介绍称:“底部为八边形十三箱体异形柱,大约64m,分叉成两个小柱,小柱延伸到顶部,之所以采用这种组合,是由于底部承受轴力和水平地震作用较大,越往上就会逐渐减弱,截面就会有一个变化,就是最基本的一个出发点。具体截面的变化的尺寸,就是通过一系列的计算模拟还有一些实验来确定截面削弱的程度。”


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关于遇到的技术难题,殷飞博士说:“最麻烦的一个就是它是异形柱,以前都没有那种,以前做的比较规矩,要不就是方的,然后圆的或者几个方的拼一块儿。异形截面就要考虑到不同水平力作用方向性能差异,考虑巨柱抗拉屈服问题,我们的试验就是基于这点来发现薄弱位置来进行构造的改进。还有一点就是体现在加工难度上,我们这个试件大概就半个平方米左右,我们要做到如何去焊接来保证焊接的质量和焊接不变形,而且还要保持垂直度。我们把粗骨料普通混凝土做成细石混凝土,为了保证细石混凝土的强度,进行了大量的适配,加工的过程采用了很多软件比如soliworks对它进行了美化钢板的拆分,这一个试件就拆分成了几万个积分小单元,从最小的栓钉到大剪断版,还有现场技术交接都是亲自完成的。”

如今,中国尊创造了多项世界之最:按抵御8度地震烈度设防的世界最高建筑——528米;全球地下室最深、层数最多的超高层建筑——地下8层;全球底座面积最大的超高层建筑——6084平方米;世界最大截面的多腔体钢管混凝土巨型柱——64平方米;全球超高层建筑中最高最大的室内观光平台(净高约18米,挑空3层的无柱空间,360度俯瞰北京城);双轿厢电梯提升高度全球最大——508米;施工用跃层电梯提升高度全球最高——514米,提升速度最快——4米/秒;世界房建施工领域承载能力最高、面积最大、智能化程度最高的顶升钢平台--4800吨,1849平米,12个顶升支点。

在谈及感想时殷飞博士说道:“通过参与这么大的工程,我们课题组硕果累累,比如我们优化了多腔钢管混凝土巨型柱框架抗震构造,显著提升了抗震效率;基于试验建立了多腔钢管混凝土巨型柱分析模型;提出了多腔钢管混凝土巨型柱框架结构性能化设计方法。对自己学术水平的提高也是相当巨大的,曹老师严谨的要求使我受益匪浅,在国内发表了很多方面的期刊,还因此发表了一篇英文SCI。”

2013年7月29日,中国尊开工建设。今天,这座北京第一高度新地标,这座象征民族复兴的雄伟摩天楼已然崛起。五年的时间,我们见证了中国尊拔地而起,从无到有的辉煌历程。也让世界更清晰的见识到中国建造超高层建筑的能力。



建筑工程学院

2019年11月1日


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