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        砥礪七十載 奮進新征程|我們的建科故事⑥——打造城市新高度描繪完美天際線

        發布時間 2022年11月29日


          他是一位建筑結構大師,他的夢想是通過結構技術、藝術和美學的結合,成就建筑之美,打造城市新高度,描繪完美天際線。他以夢想為引領,以創新為動力,以技術為支撐,經過多年的產學研聯合攻關,在建造技術等方面取得了重大突破。在2021年底召開的國家科技獎勵大會上,他憑借《復雜受力鋼-混凝土組合結構基礎理論及高性能結構體系關鍵技術》項目摘得國家科技進步二等獎。

          他就是中國建設科技集團所屬深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司(簡稱“華森公司”)總工程師、享受國務院政府津貼專家、廣東省勘察設計大師、教授級高級工程師、國家一級注冊結構工程師張良平。

          勇于挑戰,攻克技術難題

          2022年2月,在深圳地標建筑441.8米高的京基100大廈旁,一場慶祝大廈運營10周年的主題攝影大賽正在進行。翻閱這棟當年華南第一高樓的照片,攝影愛好者們對深圳城市更新和建造技術升級的速度之快,感慨不已。與此同時,張良平總工程師也向深圳電視臺記者講述這座大廈的結構之美。

          回顧當時的設計,張良平依然如數家珍,他談到:“京基100大廈外形創意來源于噴泉和瀑布,大樓設計的平均高寬比已超過當時的規范極限,想要打造出這種又長又扁的建筑外觀,每層樓需要多跟大型立柱支撐。根據當時傳統的型鋼混凝土澆筑法,不僅會占用大量空間與人力,整個大樓的安全都無法保證?!?/p>

          于是,他帶領的華森公司結構設計團隊提出使用一種新型鋼管結構的可能性方案。傳統的施工工序首先要施工型鋼柱,然后施工鋼筋,再在外面制模,最后完成混凝土澆筑,可能每一層會逐層增加一兩天的施工時間。如果采用鋼管混凝土,工序就會變得更加簡單,還可以節約施工時間。他告訴深圳電視臺記者,型鋼混凝土澆筑方式是把型鋼放在鋼筋混凝土里面,而新型的鋼管混凝土澆筑方式,則是鋼管在外面,里面澆筑混凝土,其受力性能特別是抗彎性能更好,承載能力也更高。

          為了確保萬無一失,張良平領銜的華森結構團隊與國內多名知名專家持續展開理論論證,并形成優化結果,最終通過了項目專家委員會的審查。京基100使用的鋼板最大厚度達到了130毫米,大廈的用鋼量達到了6萬噸。經測算,使用鋼管混凝土筑,直接為工程節約筋鋼1萬余噸,節省造價1億余元,更使整個建筑在局部安全性能方面得到了進一步升級。

          張良平說:“這個結構體系的創新,在突破規范原理的規定上,在創新使用國外最先進的動力彈塑性程序上,還有結構優化上都做得很出色?!痹擁椖揩@得中國建筑設計獎(建筑結構)金獎、第十三屆中國土木工程詹天佑獎。

          研究革新,實現降本增效

          隨著團隊長達十年的產學研聯合攻關,“復雜受力鋼—混凝土組合結構基礎理論及高性能結構體系關鍵技術”等多項結構新技術逐漸運用在了廣州、南京的多個超高層建筑,得到了有力的實踐檢驗,創造了顯著的經濟效益。高度為249.5米的南京青奧中心也運用了多項結構新技術,實現了技術突破。在設計上首次采用框架—中心支撐束筒鋼結構體系,成為國內建筑設計界的一大亮點。

          南京青奧會議中心具有建筑面積超大、建筑造型奇特、空間關系變化多樣、結構受力體系復雜等特性,與同類型建筑項目相比,具有更大的設計和施工難度。加之工期相對較緊,對設計和施工都提出了更高的要求。國內外雖有不少在建或已建的會議中心,但關于會議中心建設和施工的系統化研究還不夠充分,這也給華森設計團隊進行大膽創新提供了機遇和挑戰。通過多個方案的計算對比,團隊最終提出采用框架—束筒中心支撐鋼結構體系,這在當時,此體系在我國鋼結構的應用上尚屬首次。

          張良平回憶說:“這是最艱難的計算模型——建筑造型奇特,下部四條腿、中間轉換層、上部不規則,這就是會議中心;250米以上、平面不規則、立面上下收分、施工逆作法,這就是青奧雙塔。在此復雜的模型里,不斷地因為各種原因做調整,可謂難上加難?!?/p>

          大型會議中心的設計一直是建筑設計行業領域里“高、大、難”的類別。南京青奧會議中心開創性地采用框架—中心支撐束筒鋼結構體系,為建筑設計業界提供了良好的示范樣板。南京青奧會議中心也是全國少有的復雜鋼結構項目,無論是在結構體系還是在節點設計上都有所創新和突破,該項目在第四屆全國建筑結構技術交流會“結構設計技術創新獎”評選中榮獲一等獎,同時也榮獲中國建筑學會的中國建筑設計獎(建筑結構)金獎。

          張良平說:“作為技術人員,首先要立志為國爭光,我們都應該抱有這樣一個目標,尤其在深圳,一定要在改革開放政策的引導下,開拓創新,勇于突破。具體到超高層建筑上,就是要通過結構技術突破限制,在更廣層面、更高高度上表達建筑思想,創造更多記載這個時代文明的建筑‘遺產’?!?/span>

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