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天津117大厦(附外行对超高层建筑物的观察和思考)

(2014-12-09 09:15:15)
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军事

 天津117大厦(附外行对超高层建筑物的观察和思考)

   我制作此博文的目的是想把我所感兴趣的东西给朋友们说清楚讲明白。隔行如隔山,本片与超高层建筑的顶推施工和物料输运等问题却卡壳我大约3个月。时不待我,现将我目前的理解介绍出来,不妥之处热望懂行的朋友帮助厘清指正。

        中国最新高楼排名

          1、深圳平安国际金融大厦660米    

          2、上海中心大厦632米

          3、武汉绿地中心606米    

          4、天津中国117大厦 597米

          5、天津罗斯洛克国际金融中心 588米 

          6、广州东塔(广州周大福金融中心)539.2米

          7、天津周大福滨海中心530米    

          8、北京中国尊529米

          9、台北101大厦 509米(已建成)   

         10、上海环球金融中心492米(已建成)

         11、天津富力广东大厦480米    

         12、重庆嘉陵帆影国际经贸中心 468米

        13、苏州国际金融中心 450米    

        14、南京绿地广场·紫峰大厦450米(已建成)

        15、深圳京基100441.8米(已建成)   

        16、武汉中心438米

        17、广州西塔(广州国际金融中心)432米(已建成)

                最新报道(2014,11,20):苏州中南中心刷新了中国最高建筑记录,729米  

 

            世界十大高楼

          序号        名称                     高度 (m)      所在地                    建筑设计方                

                  哈利法塔                  828          阿联酋-迪拜          阿德里安.史密斯

                 麦加皇家钟楼酒店     817          沙特阿拉伯-麦加    德国和瑞士工程师设计

                  印度塔                     720           印度-孟买            福斯特合伙人事务所

                  平安国际金融中心    648           中国-深圳             CCDI

                  上海中心大厦          632           中国-上海             Gensler建筑设计事务所

                  武汉绿地中心          603           中国-武汉             美国AS-GG建筑设计事务所

                  高银金融117           600           中国-天津             巴马丹拿设计公司

                  新世贸中心一号楼   541           美国-纽约             大卫.查尔兹

                  天津CTF摩天大楼    530           中国-天津             美国SOM设计公司

           10       大连绿地中心          517           中国-大连             美国HOK建筑事务所

 

         天津117大厦工程简介

      117大厦由高银地产(天津)有限公司投资兴建,中建三局承建,华东建筑设计研究院设计。总建筑面积为83万平方米,投资180亿元。大厦塔楼地下3层,地上117层,建筑高度597米。工程是以甲级写字楼为主,集六星级豪华酒店、观景台、特式酒吧、精品商业及其他设施为一体的大型超高层建筑。

       工程位于天津滨海高新技术产业园区。自开工之初就确定了争创国优工程奖、天津市建设工程奖、美国LEED白金认证等多项质量管理和安全文明管理目标。

       为了把117大厦建设成为地标性工程,中建三局充分发挥科技优势,技术为先导,周密策划,精心组织,严密实施,再次在该项目上显示出了中国建筑速度与高度缔造者的实力。

       项目基坑工程平面分为A、B、C、D四个区,B区为37层的靠山楼,D区为117大厦塔楼,A、C区为裙楼区域。117大厦工程基坑开挖面积13.9万平方米,相当于18个足球场。地下室总建筑面积34.2万平方米,地下室结构部分混凝土总量约37万立方米,钢筋总量约8万吨,钢结构总量约1.4万吨。

        地库工程体量巨大,施工组织难度罕见。针对这些特点,项目部在基坑周边设有三轴搅拌桩止水帷幕,支护采用浅层二级放坡、深层“两墙合一”的地下连续墙加两道钢筋混凝土内支撑的支护形式,其中D区坑中坑为地下连续墙加预应力锚杆的支护形式。地下室工程D区117塔楼为巨型柱-核心筒-伸臂桁架结构,裙楼区域地下室为框架-剪力墙结构。

       施工重点与难点有:117塔楼C50底板超厚超大,巨型柱C70自密实混凝土;底板、巨型柱50毫米粗大直径钢筋,单根钢筋超重,且要贯穿钢结构柱脚、在巨型柱内狭小空间作业、加工、转运及绑扎;钢结构深化设计及加工制作难度大;大型钢构件现场吊装、焊接等。

项目基坑工程平面分为A、B、C、D四个区,

B区为37层的靠山楼,D区为117大厦塔楼,A、C区为裙楼区域。

      作为世界先进的超高层建筑,117大厦无论从技术难度、施工工艺、商务管控、项目管理方面都面临着空前的机遇和挑战。

     高银金融117大厦有117层,其中1层至93层为5A级商务写字楼,94层到117层为六星级酒店,116层为视野开阔的大型餐厅、117 层为可旋转的特色酒吧和咖啡厅。其顶部设计如同一颗巨大的钻石,设计师在“钻石”内部巧妙地设计了一个游泳池。

       117大厦计划于2014年11月底32层以下实现提前营业;2015年8月30日实现大厦主体结构封顶;2015年12月底外幕墙封闭完成;预计2016年8月底全部施工完毕并投入使用。

 

        根据2013年07月28日的报导,117大厦的施工亮点:

       941根长桩筑就大厦之根

       设计了941根直径为1米100米长桩作为大厦的基础。

       6.5万立方米底板构筑大厦底盘

       117大厦基坑开挖面积与18个标准足球场面积相当,主塔楼环形砼内支撑直径达188米,为世界最大圆形内支撑。

        4根巨型钢柱撑起大厦脊梁

       巨型柱分布在塔楼的四个角,单根截面尺寸24米×22.8米,整体类似六边菱形结构,内部由26个腔体组成,最厚钢板尺寸120毫米,最大截面面积180平方米,创世界之最。

        4把“宝剑”保障大厦补给

       117大厦采用两台ZSL2700和两台ZSL1250外挂动臂式塔机。4台塔机附着于核心筒外墙,采用内爬式爬升方式,用液压油缸顶升系统附着在爬升带上爬升。ZSL2700塔机的六节起重臂总长为60米,最大起重量为100吨,最大起升高度超过600米。

        17米高钢平台模架助力大厦成长

        117大厦核心筒上部有十余米高的银色大罩子,它就是助力117大厦核心筒不断“长高”的——模块化低位顶升钢平台模架体系。

 

       依照百度百科的说法天津高银117大厦拥有10项工程之最:

•     1、 结构高度中国之最(之一):597米

•     2、单体建筑面积中国之最:83万平方米

•     3、单体建筑基坑土方开挖:200万立方米

•     4、民用建筑工程桩长度:117大楼工程桩桩长为100米以上

•     5、民用建筑工程桩长细比:120

•     6、民用建筑工程水下浇注混凝土:C55水下浇注

•     7、民用建筑工程桩钢筋规格:直径50毫米三级钢

•     8、底板C50大体积混凝土体量最大:7万立方米,

•     9、自密实砼强度:C70

•     10、钢结构巨型钢柱尺寸世界之最:24米*22.8米。

http://s13/bmiddle/001x3OvWty6OaCZzQf2ec&690

天津高银117大厦在天津的位置 

       天津117大厦位于新技术产业园区(环外)中央商务区内,海泰东西大街以北、海泰南北大街以西、规划路以南、海泰内环一路以东,大厦南面为含有中央商务区地下车库出入口的广场,北面为规划的二层特色商店区,东西两面为规划的商业街,总占地面积33858平方米。

 

设计与效果图

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117大厦的周边环境

工程进展

 

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地基施工的初期阶段

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高银金融117大厦“冲出地面”

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5天一个结构层 大厦步入“快增长”时期
117大厦主塔楼核心筒顶升模架系统首次顶升成功

       117大厦低位顶升钢平台模架体系逐步顶升,在四支450吨顶升液压油缸的作用下,钢平台桁架、挂架系统整体上升。模架系统试顶升成功标志着大厦步入“快增长”时期,使用低位顶升钢平台模架体系的117大厦,预计达到5天一个结构层的施工速度。

http://s3/mw690/001x3OvWty6OaCZYJCqb2&690

117大厦钻出地面

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天津高银金融117大厦主体结构突破300米

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已经达到399米高度

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施工现场近照

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            416.91这样长高  2014 年 9 月 18

117大厦的英姿初现

 

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117大厦的近影

 

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施工人员在天津高银金融117大厦顶部施工

 

外行对超高层建筑物的观察和思考

        对于一个建筑工程的门外汉来说,他们不清楚许多工程术语的含义,但从直觉的分析,会联想到如下几个问题:大高宽比结构物的结构强度--安全问题;       物料的输运--通道塔技术;       施工方案--不等高同步攀升工法;       工程前景展望,今后的使用价值

 

大高宽比结构物的结构强度--安全问题

       天津117大厦的高宽比约9.5,大大超过中国抗震规范7.0的限值要求,如何保证结构物的强度安全是首要的问题。

       为满足抗震与抗风的技术要求,结构采用了含有巨型组合柱的外框架以及含有组合钢板混凝土混合的结构体系。      

       巨塔平面为正方形,外形随高度变化,各层周边建筑轮廓随着斜外立面逐渐变小,塔楼首层建筑平面尺寸约65米×65米,渐变至顶层时平面尺寸约45米×45米。

       最终的结构体系是由钢筋混凝土核心筒、带有巨型支撑筒、巨型框架构成的周边结构构成的多重结构稳定体系。

        核心筒从承台面向上伸延至大厦顶层,贯通建筑物全高,其平面呈长方形。底部尺寸约为34米×32米,直至核心筒在第67层收分成正方形。

        塔楼核心筒采用内含钢骨的型钢混凝土剪力墙结构,并在下部采用内嵌钢板的组合钢板剪力墙结构,以防止大震下的剪切破坏。

        巨型柱位于建筑物平面四角并贯通至结构顶部,在各区段分别与水平杆、转换桁架及巨型斜撑连接。其平面轮廓结合建筑及结构构造连接要求,呈六边菱形,

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首层结构平面布置图

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巨型框架与巨型支撑连接示意图 – 双层桁架

 

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结构体系三维示意图

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多重抗侧力稳定体系

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45米方巨型柱截面的细节

 

物料的输运--通道塔技术

       对于超高层建筑,大量的物料输运是个非常突出的问题。常规的吊车和施工电梯的输运效率低下,无法满足长距离的输运要求。目前在超高层建筑施工中,通道塔是个比较成熟的方法。

  通道塔以钢结构塔为附着载体和通道,用来完成超高层建筑施工中大量和繁重的垂直运输任务。这座总高度为578米的“小钢塔”已实现了与117大厦同步长高,上面安装了5部施工电梯。工程实践表明,使用通道塔可节约施工场地,加快了装修进度,使得施工对下部运营的影响降低,实现了超高层建筑阶段性投入使用的目标。

        117大厦在中国内地率先研发通道塔技术,采取“工厂预制、现场拼装、整体吊装”的流水作业,装配效率极高,后期拆除也很方便。该通道塔平面尺寸为5米×9米,一面与主楼相连,另外三面附着5部双笼施工电梯,统一调度指挥,实现“人货分离、分层停靠、分时上下”,极大提高运输效率。一般中速施工电梯速度每分钟50米,而通道塔电梯最高速度可达90米。打开每层安全门,一条宽5米的通道搭接在通道塔与主塔楼各层楼面上。

 

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通道塔的侧影

取自:117大厦旁“通道塔”已施工至200米  2014年5月27日

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               中国首例“商业综合体通道塔技术”                                        这是常规的平臂塔吊

                   成功应用于天津红星国际

 

施工方案--不等高同步攀升工法

     117大厦没有像一般建筑物那样搭设脚手架。它所使用的低位顶升钢平台模架体系由中建三局自主研发、设计,并获得多项国家发明专利。采用了不等高同步攀升工法,核心筒与外框施工保持同步调升高,核心筒始终领先外框10到15层左右。

     “模块化低位顶升钢平台模架系统”由钢平台、挂架系统、液压支撑系统、模板系统、防护系统、安全监测系统组成。

       这个长35米、宽32米、最大高度21米、重约1100吨的“庞然大物”有4层楼高,可同时进行3层核心筒立体施工,实现流水作业、无缝对接。该系统将随117大厦主塔楼顶推至597米高空。钢平台每平方米最大承重1吨,可放置机械设备、建筑材料等,成为一个偌大的“空中堆场”。

       此外,平台上还配有液压系统控制室、设备房、休息室和卫生间,可供施工人员休息使用。

       4个大行程液压油缸是整个模架顶升的引擎,通过4根钢立柱撑住整个模架系统(立柱高达19米),扩大了立体施工的楼层数,破解了超高层核心筒结构快速施工难题。

 

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         超高层智能顶模系统由钢平台系统、模板系统、挂架及围护系统、支撑系统、动力及控制系统组成。

 

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顶升过程示意图

 

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顶升作业的示意图

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三、四支撑顶升结构示意图

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长行程(5m)油缸

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模块化顶模体系剖面示意

取自天津现代城模块化低位顶升钢平台模架体系设计

 

顶升过程示意图

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液压爬模剖面图

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液压爬模施工总体工艺流程

(1) 混凝土浇捣及养护。(2)绑扎钢筋;混凝土养护等强后拆模,安装附墙及导向装置。(3)系统爬升。

(4) 安装模板,浇捣混凝土,绑扎钢筋,进入下一个作业循环。

取自上海外滩中信城核心筒液压爬模施工设计

 

      顶升施工的主要步骤

       首先造好3层以上核芯筒;

       在核心筒地面上定好4个顶推柱的位置,在其墙面上定好垂向位置,装好顶推柱和液压、顶升系统,利用伸缩牛腿与筒壁固联;

       依靠顶推柱的托举建造钢施工平台。

       顶升施工平台;

        移动伸缩牛腿,再次固联;

        捆绑钢筋、浇注新加高的核心筒,同步建造外框架和巨型柱等;

        通过通道塔补充建筑施工材料到相应位置,利用平台上的吊车转运。

 

        如此往复进行,直至到指定高度。

 

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工人们在进行操作

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工人们在安装设备

 

工程前景展望   今后的使用价值

       一栋超高层大厦的空间容积相当于一个垂直放置的街区。虽然高层可以节省了地皮,占天不占地,但随着向高空的发展其投资的要求则将快速增长。

       现在人们之所以建一座具有地标性的超高层大厦主要是出于商业目的、宣传广告心理。以笔者之见,在一般的商业市区,盖30-50层的建筑比较实用。

        建高层好似堆金字塔。考虑到抗震、防火、交通、安全、施工难度等因素,盖50层与盖100层的代价不知会高出多少倍。

       回过头来再看天津117大厦,它的位置既不在市中心区,也不在塘沽滨海新区。现在在塘沽的于家堡和响螺湾的大批楼群还在空置,你117大厦建成后几时才能引来凤凰!实在令人担心。

       弄不好就会成为新的烂尾“鬼楼”。

 

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再看几幅8月份拍摄的照片

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配套的一些建筑已经矗立在旁边

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近距离照:下面已经开始铺玻璃幕墙

 

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2014.12

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