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中信大厦(中国尊)

发布于:2023-06-09 13:42:09 来自:建筑结构/钢结构工程 [复制转发]

中信大厦(中国尊),北京,中国

   

北京中央商务区(CBD)核心区的标志性超高层建筑项目——中信大厦(中国尊)于2011年完成了初步方案的设计,2013年7月正式开工建设,2017年8月结构工程全面封顶,2018年10月全面竣工,自此,北京有了高度528m的新建筑天际线,是世界上位于高地震区的最高建筑。工程场地位于北京市朝阳区东三环北京CBD核心区Z15地块,建筑面积约43.7万㎡(其中,地上约35万㎡、地下约8.7万㎡)。主要建筑功能为办公、观光和商业。评委们对这个位于高烈度地震区的极其高柔建筑的多面的结构设计印象深刻。

KPF建筑事务所在设计中信大厦造型的同时,兼顾了城市效果、结构限制及功能需求。在该项目中,KPF建筑事务所面临众多难题,除了有位于8度抗震设防区的技术难度之外,主要建筑设计难题是如何以“中国尊”为主题,创作出既与首都历史面貌相协调、又富有动态和创意的面向未来的首都新地标。KPF建筑事务所主导的设计在原概念方案中仅保留了收腰式的轮廓。塔楼形体和幕墙设计由中国精品礼器中提炼出了造型和装饰艺术方面的技巧。各层轮廓尺寸因塔楼外形曲线的变化而略有不同,自下而上自然缩小,然后再到顶部逐渐放大,最终形成中部略有收分的建筑造型。塔楼地上108层、地下7层(局部设夹层),塔楼平面为圆角方形,外轮廓尺寸由底部的78m×78m向上渐收紧至54m×54m,再向上渐放大至顶部的59m×59m,似古代酒器“尊”而得名。尊,中国传统礼器之重宝。意为敬奉,起时双手捧至顶,行顶天立地之势。所以设计者取“中国尊”作为北京第一高建筑的寓意:建筑高耸直入云端,表现出顶天立地之势,与“尊”的表现不谋而合。且以尊为建筑形态,也有别于北京超高层建筑常见的直线造型。外形自下而上自然缩小,形成稳重大气的金融建筑的形象,再到顶部逐渐放大,享受独立云端的无限风光,最终形成的中部略有收分的双曲线建筑造型,使这一建筑即使林立在北京CBD核心区的摩天楼群中,也能明显体现出庄重的东方神韵。

   

细看建筑外观,自下而上的菱形机理给人的印象极为深刻,这种机理的选择源于中国传统器皿之一——竹器。一层层菱形机理自下而上,既透出竹编的灵秀,又蕴含莲花盛开的清丽。而建筑顶部的空间设计取自“孔明灯”的形态意向,建筑群体空间错落有致,夜晚亮灯后,其通透、轻灵的顶部空间形成冉冉上升之态,从而形成独特的城市天际线轮廓,寓意CBD腾飞之新起点。从区域空间设计上来看,该设计引入了“城门”的巧思。从规划中的南侧向北望去,多栋超高层建筑沿中央绿轴两侧延展,整体规划具有强烈的秩序感和导向性,凸显了绿轴终端的“中国尊”,从而形成了CBD核心区标志性门户的城市形态,也寓意着北京这座古城站在一个崭新的起点对话世界。

内部设计方正实用,外部整体呈庄重、优雅之态,幕墙层次丰富、渐变,顶、底部区域处理生动、丰富,效果既新颖又贴切。顶、底部空间聚合式的处理营造出了内外凝聚、统一连贯的独特的空间造型。底部大堂开敞、通透,将成为CBD核心区街道空间的高品质的亮点。建成后的中信大厦将涵盖中信集团、中信银行办公总部、对外出租的办公区、观景层及商务俱乐部等功能。

这座由中国建筑师设计的摩天大楼与典型的直线或尖锥形式的超高层建筑不同,塔楼呈高大、四方、中部收窄的双曲线对称造型,具有现代典雅的表现力,也将更多楼面面积从中下层移到具有更高价值的顶层空间,提升了项目的品质。塔楼硕大的顶部为结构带来了严峻的挑战,更大的基座则为结构提供了足够的稳定性,也使核心筒到建筑外围的距离更远。曲线优美、高度超过500m的中信大厦是以灵动的弧线构成的,因此虽然高大,却不失婉约,简单的建筑线条看起来极具以柔克刚的美感。如此设计不仅是为了追求耐看的视觉审美效果,同时也是出于构建合理建筑结构的考虑。该建筑采用参数化设计,探索了数百个可能的方案。最终,塔楼采用了一个带有中央混凝土核心筒和周边巨型框架的多重抗侧体系。外围的巨型框架由钢管混凝土箱形截面组成,位于设备层/避难层的环带桁架提供了额外的稳定性。

   

在结构受力方面,首先说说风荷载。建筑曲线以柔克刚,这“刚”指的就是北京春、秋、冬三季刚劲的风,弯曲的立面和接近圆弧形的边角平面可有效减少风荷载,塔楼顶部透气的雕塑式设计能减少顺风向和横风向的荷载及加速度。中信大厦在设计中充分考虑了这些因素,选用了有利的空气动力形状,例如选择适当的平面形状、弯曲的立面及改良的边角细节。这些方法已证实能有效地减少风荷载并已实际应用在一些超高层建筑的设计中。所以,这也使得中信大厦的设计广受评审专家的肯定:兼顾外观和功能,既有鲜明的建筑风貌,也符合建筑的力学要求,充分考虑了超高层建筑的安全性需要。其次,在抗震方面,设计方在结构体系的牢固性、构件的使用等多方面都进行了充分考量。奥雅纳工程咨询有限公司负责设计中信大厦的结构和基础方案,并形成初步设计,北京市建筑设计研究院提供施工图。奥雅纳工程咨询有限公司的结构工程师采用高效的双重结构系统,由周边巨型框架和混凝土核心筒共同提供抗侧力,进一步增强建筑的稳定性。其中,周边巨型框架由巨型柱、巨型斜撑、转换桁架及次框架组成。巨型柱位于塔楼角部,贯通至结构顶部并在各区段分别与转换桁架、巨型斜撑连接。巨型柱底部截面形状为多边形,中部及上部截面形状为矩形,采用多腔钢管混凝土柱。在设备层及避难层共设置了8道转换桁架,其杆件截面采用焊接箱形截面。巨型斜撑沿各区外皮设置,也是焊接箱形截面。次框架包括重力柱和外环梁,均为焊接H形截面,其仅承担本区重力荷载,不参与整体抗侧。中信大厦的基础形式为桩筏基础。桩筏体系可理解为是地基土-桩-筏板相互作用的一个有机整体。中信大厦是国内高强度钢材用量最大、比例最高的建筑,每个结构层用钢量相比同类超高层项目高出50%以上,工程使用的钢构件总量超过14万t,是全球第一座在抗震设防烈度为8度的区域建造的超过500m的摩天大楼。从几何优化到完成绘图,奥雅纳工程咨询有限公司的设计全程使用参数建模,不仅节省了大量时间,并且得到了满足结构效率和最高安全等级的设计方案。

   

中信大厦具有挑战性的造型(向上变宽)、挑战性的场址(高地震条件)以及极高的高度(528m),这栋塔楼给结构工程师们带来了多重挑战,结构工程师们将熟知的结构体系巧妙地结合起来并引入了创新的施工方式。中信大厦外轮廓的水平截面形状为倒圆角的正方形,沿着高度平滑收放。巨型外框筒的外控制面采用分段折面的形式,既可以较好控制巨型外框筒与建筑外完成面的距离,又可降低结构自身的加工难度。该项目采用集成平台开发出一种智能的施工方法——将钢框架结构设在混凝土核心筒顶部,随着施工的进行被向上顶升。这种多级施工平台节省了施工用时和传统的起重机费用,提供了空中的工作空间。这个智能顶升钢平台是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,由中建三局自主研发,拥有14项专利,其中包含6项发明专利,长43m、宽43m、最大高度38m,有7层楼高,12个顶升支点,平台顶推力达4,800t。施工电梯可直达平台,两台大型动臂式塔吊、混凝土布料机、临建设施、物料堆场等与模架融合,工人们在全封闭平台内作业,可同时进行4层核心筒的立体施工,相当于将工厂搬到了施工现场。另外,中信大厦是国内第一个利用BIM模型、三维扫描等技术辅助项目管理,贯彻设计、施工到运维阶段全生命周期的项目。中信大厦造型独特、结构复杂、系统繁多,各专业深化设计重、难点多,专业间协调要求高。施工阶段,项目所有专业全部采用BIM技术开展深化设计。基于BIM的深化设计是用于形成和验证深化设计成果合理性的BIM应用。项目把BIM技术深入应用于建设过程,实现了工程的全关联单位共构、全专业协同、全过程模拟和全生命期应用。

   

此外,中信大厦作为北京最高的建筑,不仅引领了北京的建筑高度,同时也引领了高端、先进的建设理念。低碳、环保的设计贯穿于中信大厦的各个设计细节,在照明、散热、保温、用水、垃圾处理、通风等各方面降低能耗。比如在绿色施工方面,中信大厦做了以下积极探索:一是施工过程的水回收利用,在钢平台下部东侧设置集水箱,利用地下室四周设置的降水井,重复利用地下室的水,分别用于混凝土养护、消防用水、路面冲洗、厕所冲洗等;二是在土方开挖阶段设置洗车池并安装了循环水洗车设备,水经沉淀、过滤循环再利用,现场设备、机具也使用此循环用水装置,既保持了城市道路的清洁也提高了水的使用率,地上工程施工阶段,东西侧设置洗车槽,污水排至三级沉淀池,重复使用;三是地上结构施工阶段,每隔3 层设置临时厕所,利用排污管道排至正式工程的化粪池,保证良好的施工环境;四是采用太阳能与建筑一体化应用技术,该工程屋顶敷设了太阳能光电设施,合理利用可再生资源。

中信大厦可容纳1.2万人办公,总投资240个亿,超过中国第一高“上海中心”的投资额近90亿元。集甲级写字楼、观光以及多种配套服务功能于一体,项目创造了8项世界之最和15项目国内纪录。该项目是迄今为止中国建筑师主创设计的最高建筑物,2014年6月8日,由文化部中国建筑文化研究会和北京大学文化资源研究中心、新浪网联合主办的“中国当代十大建筑”评选活动中,中信大厦荣获“中国当代十大建筑”的称号。


业主/开发商:中信和业投资有限公司

总承包商:中国建筑股份有限公司-中国建筑第三工程局有限公司联合体

总体设计:北京市建筑设计研究院有限公司

建筑设计:Terry Farrelland Partners(TFP)建筑设计公司(标地阶段概念设计);Kohn Pedersen Fox Associates (KPF)建筑事务所(详细设计)

结构设计:奥雅纳工程咨询有限公司;北京市建筑设计研究院

机电顾问:柏城(亚洲)有限公司

幕墙顾问:ALT

施工监理:远大国际工程管理咨询有限公司

电气承包商:中国建筑工业能源工程集团有限公司

消防顾问:奥雅纳工程咨询有限公司

交通顾问:MVA弘达交通咨询机构

 

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最佳高层建筑最具人气奖(400m以上)

拉赫塔中心大楼,圣彼得堡,俄罗斯

业主:俄罗斯天然气工业股份公司

开发商:Joint Stock Company Gazpromneft Eastern European Projects

建筑设计:RMJM建筑事务所;Gorproject设计公司;三星公司

结构工程设计:Gorproject设计公司;Inforceproject

机电工程设计:Setec Btiment;三星公司

总承包商:Renaissance建筑公司

立面设计:奥雅纳工程咨询有限公司;Priedemann Facade Experts;United Faade公司;Permasteelisa集团


  • 阿巅2019
    阿巅2019 沙发

    非常感谢楼主的分享,希望这是一份好的资料,让同行人受益!

    2023-06-11 11:04:11

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这个家伙什么也没有留下。。。

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