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文檔簡介
上海環(huán)球金融中心上海,中國的金融中心。88樓兼大飯店落成于1998年,是當時世界第五高的建筑。但如今在浦東,另一座巨型建筑拔地而起。這座建筑尚未落成,就已經(jīng)使金茂大廈黯然失色。這座大樓的設計幾經(jīng)101492米。這將是中國大陸最高的建筑,也是世界上第三高的大樓。這里將有供17000人工作的寫字樓,寫字樓上面是豪華酒店,最上層是世界最高的觀景平臺〔圖1。蔚為壯麗的上海環(huán)球金融大廈假設干年前,在紐約,世界上一流的建筑師和工程師們廢寢忘食,應對建筑摩天大樓的技術挑戰(zhàn)?,F(xiàn)在,在上海,建筑工人大軍正在將設計師的創(chuàng)意變成一座大樓。自開工起,大樓的建筑工作就沒有停下過,一周7天,24小時,從不連續(xù)。要到達工作地點的樓層,得乘坐掛在樓外的升降機。假設你不怕往下俯瞰的話,外面風景好40M900D塔吊。這種吊車是世界上高層建筑建設中最強大的吊車之一,在大樓的建筑中有著重要的作用。由于修建這座大樓首先要650噸鋼材,650噸乘以1016565010倍。大樓一層層上升,鋼材也要吊得越來越高。250噸的塔吊怎么能比它建設的摩天樓還要高呢?M900D奇特的地方。這座超級塔吊不僅能舉起巨大鋼梁,還能舉起它自己。隨著摩天大樓的增高,塔吊本身也在長高,是通過強大的液壓千斤頂及增加吊車的層數(shù)來3032噸的重物吊到400米的高度〔圖2。建筑大廈使用的是世界上最強大的起重機之一中國大陸還沒有建過這么高的建筑。過去建筑界商定俗350米。當接近成功的時候,人們都不敢相信他們抑制了多少困難。上海環(huán)球金融中心是以日本的森稔大廈株式會社為中40多家企業(yè)投資興建的工程,總投10億美元。森稔大廈株式會社的社長森稔是最早想要在上海浦東建一座超高層建筑的人,他從紐約科恩?彼得森???怂菇ㄖO計室請來了世界知名的建筑師。首席建筑師威廉?彼得森承受了這個挑戰(zhàn)。威廉?彼得森認為:這座超級建筑要與大地和天空融為一體。它將是一座宏大的建筑。但是,人們一開頭就遇到了一個難題。盡管浦東的房地產(chǎn)市場規(guī)模浩大,但這里不是建設高層建筑的好地方。河水泡軟了土壤,當水泵把水抽走后,土地19202米。建筑師的解決方案是,沒有花崗巖基底,就用一種簡潔可行的方法,把2000根鋼條打入地下80米深處〔圖3。在軟土層上建摩天大廈的絕妙方案鋼樁越深入地下,來自泥土的反作用力就越大,把鋼柱也抓得越緊。這樣就造成了一個結實的地基,把環(huán)球金融中心托舉在浦東的大地上。1997年開工。剛打好地基,亞洲金融危機爆發(fā)了。當時的亞洲,大量寫字樓空置。金融中心的投資者紛紛撤出,建設停了下來。2003的投資者。紐約設計者們重又受到呼喚,但原設計方案落后了。199788層。952004年,101508101層。森稔告知101塔樓媲美。956層樓意2008年奧運會的主辦權,森稔不僅要大樓更高一些,而且建設速度也要2008年奧運會開幕之前完工。?力以赴地投入到設計中去。羅伯森的更大、更高、更輕的方案是建筑工程史上的一次成功。鋼梁從鋼筋水泥構成的核心12〔圖4積木式的模塊建筑構造省工省料10112層的建筑摞起來的施工速度加快,每三天就起一層樓。2007691層的底板。此時,吊車90層。在那里,另一隊工人正往底板上安裝螺紋鋼。這任務格外困難。全世界的建筑界都用螺紋鋼來加強混凝土構造。每一層需要總長15015000千米的螺紋鋼。假設把這些螺紋鋼首尾相接,可以從地球到國際空間19個來回。下一步澆注水泥,一個巨型水泥泵機來完成這個任務。390500米高的頂層澆注。澆注金融中心一層樓的水泥,可以填滿一個奧運會的游泳池〔圖5。鋼材和水泥鑄就的大樓中國是世界上地震頻發(fā)地區(qū)之一。盡管上海不處于最危險的地震帶上,但一場強震就可能把浦東滿含水分的泥土攪成一鍋粥。固定在上面的樓房有可能因此坍塌。日本神戶地震發(fā)生時,數(shù)十座高樓倒塌。而神戶地區(qū)在上海的東北不過1300千米左右。環(huán)球金融中心的設計必需要把住這個關口。上海同濟大學的路西林教授和他的同事們治理著中國最大的地震搖擺試驗設備,他們模擬摩天樓在地震中的狀況,來確定它是否抗震。全部這些構造系統(tǒng)都是的,還從來沒有在修建高于492米以上的高層建筑中使用過,所以需要進展特地的詳盡地分析。20043上海環(huán)球金融中心在地震中的模型,模擬了7次強度和神戶地震相當?shù)牡卣?。假設金融中心在模擬試驗中抗不住地震,就得臨時停建。路西林教授通過分析和試驗得出結論:這座大樓能抗住7級地震〔圖6。上海環(huán)球大廈的模擬地震搖擺試驗在鋼構造、鋼筋水泥澆注完成之后,最困難的工作開頭了,那就是安裝大樓的一萬個窗戶。這座大樓的窗戶設計相對簡潔,但安裝卻很困難。每一層沒有足夠的空間來儲存這么多的窗戶。只得安裝多少運來多少,越快越好。平均1天安裝153天~4天完成1環(huán)球金融中心的每個窗戶都有3個臥式鋼琴那么重。在距離地400米以上的地方,130個無恐高癥工人負責窗戶的安裝〔圖7。與大樓匹配的巨大窗戶在這里氣候也與地面不同,工人們常置身云霧中,有時只得停工。M900D塔吊也沒法工作。假設有霧或者有風,安裝工作就很困難。臺風幾乎每個夏天都要侵襲上海,大樓越高,也就越面受強風帶來的強大外力,尤其是在翻轉(zhuǎn)的瞬間,大樓最簡潔坍塌〔圖8?!胺崔D(zhuǎn)的瞬間”風的示意圖500米高的建筑在臺風中巋然不動呢?答案是:不要與風抗爭。而要讓風通過。環(huán)球金融中心的建筑師們,在大樓最高處設計了一53米的大孔。這個風口能讓強風通過,防止大風沖擊大樓的樓體。并且觀光者可以在上面賞識風景,這將是一個世界上最高的觀景平臺〔圖9。一覽無余的觀景平臺強風和地震都會使摩天大樓產(chǎn)生擺晃效應。這種效應發(fā)生在高樓頂部,那里的構造沒有底層的結實,所以搖擺更強烈一些。但大樓的安全不成問題,只是頂層的人們會感覺不舒適。實際上,環(huán)球金融中心頂層的人們可能不會感覺到搖擺90層安裝了兩個風阻尼器,這兩個裝置各裝150噸的重物,與大樓的搖擺方向反向旋轉(zhuǎn),從而抵消了強風或地震的力,從而使觀光者總能舒適地在頂層賞識上海的風景〔圖10。風阻尼器構造圖示91部電梯,是世界上最先進的電梯系統(tǒng)17000個客人或工作人員,在數(shù)分鐘內(nèi)運到任何地方。甚至還有一部電梯可以把豪華汽車運到頂層的汽車展覽廳去。4架掛在大樓外側的電梯從底層直達頂層,讓觀光者飽覽外面的風光。不僅如此,這4部電梯有更為重要的任務。21世紀,對超級建筑的威逼不僅來自大自然。和其它高層建筑一樣,上海環(huán)球金融中心需要防范的威逼。2001911日。上海環(huán)球金融中心還只是一個基座時,紐約,萊斯利?羅伯森公司的合伙人索廷?希和其他工程師們,像尋常一樣開頭了他們的工作。他們的辦公地點距世貿(mào)雙塔只有幾個街區(qū)。一年半后,上海環(huán)球金融中心重開工時,設計團隊有了比預防臺風、地震更多的考慮。9.11的恐懼場景仍舊縈繞9.11工程師萊斯利?羅伯森,他曾參與了紐約世貿(mào)中心的設計。羅伯森重設計了上海環(huán)球金融中心,讓摩天大樓穩(wěn)定和結實。假設一架滿載燃油的民航機,高速撞向上海環(huán)球金融中心,會發(fā)生什么狀況呢?被撞擊的區(qū)域會被摧毀,燃燒的油料會把該區(qū)域變成一片火海。但是,樓內(nèi)的人們有多種選擇可以逃命,這是當年紐約世貿(mào)中心所沒有的。9.11攻擊時,最可怕的是在大火以上樓層的人們沒有任何選擇。他們只能在大火中坐以待斃,或者從樓上跳下。一旦出事,在撞擊區(qū)域以上的人們可以通過設在大樓最中心的特別安全樓道撤離。設計者們還安排了另一條逃命通區(qū)的安全通道被破壞后,大多數(shù)人的本能是往下走。但在此狀況下,最好是往上走,去到大樓四角的觀光電梯。它們被巨大的柱子保護得很好。假設這些都失敗了,人們還有一條7812層樓就有這么一個避難層〔圖1。乘上觀光梯可以快速逃離火災副經(jīng)理本尼?旦發(fā)生大火或事故,這些房間可供人們避難之用。整個大樓都上了一層釉質(zhì)保護層。但在避難層沒有,所以穎空氣通過常規(guī)窗戶進來。躲在這里的人們可以通過窗戶呼吸穎空氣等待救援。不僅如此,每個避難層都被包裹在涂了特別防火材料的鋼構造里,還有專用的通風系統(tǒng)。躲避大火或恐懼攻擊的人們可以逃到避難層,這里逃命的期望很大。環(huán)球金融中心的模塊設計也能挽救生命。假設大樓的某一局部坍塌,把各個模塊連接起來的鋼鐵支持圈就會擔當起?任認為上海環(huán)球金融中心是世界上最安全的高層建筑〔圖12。模塊構造安全層示意圖建成后,環(huán)球金融中心將成為中國大陸
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