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标题: 从建筑和结构角度看CCTV新楼 [打印本页]

作者: bjdtm2001 时间: 2009-1-3 12:22 标题: 从建筑和结构角度看CCTV新楼

刚看到“关于央视新大楼的争论意见”这个贴（ http://okok.org/forum/viewthread ... &extra=page%3D1 ），挺有感触的。个人对央视新楼的建筑和结构方案了解不多，这里简单谈几点个人愚见吧。
建筑上：
1、央视新楼建筑造型确实很新颖，有打破传统的趋势。得承认，随着人类的发展，新事物总是要出现的。
2、建筑和结构往往是一对矛盾。同一个问题，建筑师的思维方式和结构师往往差别很大。建筑师往往追求的是一种美学，一种能体现建筑功能需要的内涵；而结构师往往需要从力学、结构受力、构件承载力角度来考虑问题。在我看来，建筑师的思维是一种发散性思维、喜欢大胆创新；而结构师往往比较严谨些，需要从结构受力角度考虑结构安全等问题。其实我有个想法：建筑系的学生可以多学一两门力学，稍微多了解些结构力学方面的概念；而结构系的学生，可以多培养自己对建筑方案的理性认识等；这样建筑和结构就好结合了。当然，既是建筑师同时也是结构师的全才现在毕竟还不多。（有点扯远了）

结构上：
1、我没记错的话，好像两个塔楼采用外钢框架+内核心筒结构，外钢框架整体倾斜且布置了很多斜撑，而内核心筒则是完全直立的；最特别的就是两个塔楼顶部的巨大悬臂结构了。印象中好像这个悬臂结构与两个塔楼是完全刚接的，也就是说将来受力时，两个塔楼和这个悬臂体一定是共同受力工作的；因此这是一个空间性很强的结构。
2、结构设计方案应该有经过专家反复论证，也做了大量试验的（风动试验、振动台试验等等），且这样一个代表性的结构也应该应用了现今的许多一流抗震减震技术（我不知道结构中是否引入了耗能阻尼装置、或是主动控制技术等）；总之，结构方案应当是有一定“安全储备”的。

提几个问题：
1、看到了建研院的1：30模型振动台试验照片了（http://okok.org/forum/viewthread ... p;extra=&page=1），感觉非常不错！但我有几个问题不太明白：照片中，结构模型中好像只有主体结构，楼面荷载好像没有加进去（不知是不是真正做试验时才加人楼面荷载，比如放砖块等），要知道结构的地震作用与质量联系较大，质量越大，地震作用也越大。规范中，重力荷载代表值=1.0恒载+0.5活载。我想，投入使用后央视大楼里，仪器设备啊、装修啊、办公啊的荷载一定也不小。如果在振动台试验中没有充分考虑到这些自重，那么地震作用就会偏小，这样得到的试验数据反而偏不安全。（本人没有见过真正试验，这里瞎说）
2、从结构角度说，这个结构在平面和立面都不规则。在复杂地震作用下容易发生平面和立面两个方向的扭转，在这个“双扭转”的受力问题，设计时是否充分考虑呢？我猜想这样一个结构的地震响应很可能将由结构整体扭转控制，而在扭转过程中，上部的大悬臂结构将产生巨大影响，结构各部分的空间响应将非常复杂。此外，我还想到了地震作用方向的随机性问题，特别是实际强震时地面的扭转分量；本身结构扭转就不利，如果再考虑这个地震的扭转分量，那结果会是怎样呢？当然，我相信设计方应该早已考虑到这些问题了，在计算时应该已计入了这些影响，也就放心些了。
3、对于这类地区性代表性建筑，在设计时是否考虑了突发事件的影响？例如，火灾、爆炸，甚至恐怖袭击。这里我确实乌鸦嘴了。不过美国9.11事件后，对于这类地区代表性建筑的抵抗突发事件问题，完全值得我们深思啊。毕竟央视新楼里面将来有近1万人工作啊。万一突发事件发生，设计中是否考虑了应急预案？结构是否有二次防线？

本人没仔细看过建筑和结构方案，对高层建筑了解也不多，没太多发言权。总得说来，我相信央视新楼的建筑和结构方案还是挺不错的。
最后再随便说一句，建筑和结构经常是一对矛盾，当然大多情况下结构还是要依建筑而行。但我觉得是否应该在我们的教学培养方案中，适当地把建筑系的课程和结构系的课程结合起来呢？往往建筑系的学生一看到数学、力学这样的课程就头疼；而结构系的学生一看到美术、建筑历史理论这样的课程就望而却步。我们能不能适当把两者结合起来，培养学生的建筑和结构一体化的思维和概念呢？
以上个人愚见，欢迎大家指正。

作者: bjdtm2001 时间: 2009-2-1 12:06

CCTV新楼，即将竣工投入使用，孰是孰非只能历史和自然来见证。这里再提几点结构方面的问题，个人愚见，希望大家讨论和指正。

1、结构规则性问题。从结构抗震角度讲，结构在平面和立面的规则性如何判断？直接凭主观似乎说服力不够。抗震规范用“位移比”来判断结构平面扭转规则性。在CCTV新楼的可行性研究报告中也通过计算表明，其位移比在规范限值范围内，也就是说这个结构是“规则的”。
然而，地震作用是复杂的（P波产生竖向分量、S波产生水平分量，乐甫波产生平面内扭转分量，瑞利波产生“翻滚”的面外转动分量）。对于地震作用方向的随机性问题，特别是实际强震时地面的扭转分量：本身结构扭转就不利，如果再考虑这个地震的扭转分量，那结果会是怎样呢？此外还有地震时地面振动的竖向加速度分量，将导致结构在整体“上抬”和“下落”过程中，上部悬臂体对两塔楼产生复杂而巨大的影响。此外，我想，地震波入射方向对结构的响应会差别很大，规范中结构规则性判别通过地震作用下的“位移比”来判定值得商榷，因为此时地震作用的方向一定沿结构主方向是最不利吗？我想，结构层间位移比会随不同的地震波入射方向而不同。如果将地震波沿结构主对称轴方向入射，以判别结构扭转规则性，则由于结构整体刚度和质量基本对称，所以其响应也会基本对称，也就是说这时候“扭转规则”了（位移比不超限）；但如果地震波沿某一角度入射，则结构的响应很可能就复杂了。我觉得在某一个角度会存在结构响应的“紊乱”状态，即这个状态下结构的变形扭转不规则。

2、结构体系空间受力问题。前以述及，CCTV新楼从结构角度说是一个空间性很强的结构，空间整体受力效应明显。因此，不仅是抗震问题突出，而且像风荷载，地基不均匀沉降、结构变形不协调都可能会导致结构出现较大次内力。例如假设某一塔楼的由于地基不均匀沉降与另一塔楼产生了一定的位移差，由于上部悬臂结构的连接和传力，将在另一未发生沉降的塔楼内产生较大的次生内力。简单来说，正是由于两塔楼之间被一巨大的悬臂体刚性连接住了，变形要协调，从而导致了将来可能产生的复杂的空间内力传递效应问题。

3、结构的后期维护问题。由于结构的受力状态较不利，倾斜的塔楼和上部悬臂结构产生的巨大倾覆力矩大多由外筒斜撑来承担，在受力复杂部位（如裙房和塔楼，塔楼和悬臂体连接处）构件的内力较大，构件长时间处于高应力状态，在风荷载等作用下会出现疲劳问题，更加大了这部分的结构的后期维护费用。且如此巨大而密集的斜撑，给建筑使用空间和采光等会造成一定的影响，不知建筑节能角度采用了哪些新技术？否则后期养护费用会相当巨大。

总体感想：
由于本人没仔细看过CCTV新楼的建筑和结构方案，对高层建筑了解也不多，因此没太多发言权。总的感觉来，有以下几点感想：
1、建筑方案超越结构能力过多：在我们的结构抗震研究没有达到一定高度时，单纯为了达到建筑视觉冲击，不顾结构安全性、适用性、经济性，而推出这样的建筑形式，我想，未免走得有点“快”，风险有点“大”。正如清华大学陈肇元院士指出“花大钱买大风险”。
2、结构受力和抗震概念有必要提到建筑师的思维层面上来。建筑学专业的学生往往不爱学力学，建筑物理学等课程，但我觉得结构的受力和安全性问题实际上是最根本的问题。设想，我们建造的房屋如果最基本的安全性都不能保障的话，那么建筑形式再新颖也没有过大的意义。但业主们似乎更青睐建筑师，而结构师在多数情况下只能硬着头皮把结构方案做出来。在现阶段许多结构问题（如竖向地震作用、地面扭转分量、地震波入射方向等等）尚未研究得十分成熟的情况下，这种体制实际上是一个隐患。

以上个人愚见，观点不免偏激，欢迎大家讨论指正：）

作者: chnxgd 时间: 2009-2-1 19:14

你有什么样的建筑，我就有什么样的结构，矛盾啥？
cctv新大楼的建筑美吗？我觉得cctv新大楼建筑方案仅仅起到一个冲击视觉的作用，另一种说法“吸引眼球”，就好象没成名的女演员，我先脱光、演3级给你们看，然后我就出名了。
cctv新大楼的结构美吗？

作者: bjdtm2001 时间: 2009-2-12 22:32

chnxgd wrote:
你有什么样的建筑，我就有什么样的结构，矛盾啥？
cctv新大楼的建筑美吗？我觉得cctv新大楼建筑方案仅仅起到一个冲击视觉的作用，另一种说法“吸引眼球”，就好象没成名的女演员，我先脱光、演3级给你们看，然后我就出名了。
cc ...

其实建筑和结构的矛盾就在于，力学规律、建筑功能和建筑形式美之间的矛盾。其实我觉得力学规律是建筑最根本的根基所在，违背了力学规律，或是过多超越了现有结构条件和能力的建筑，值得商榷。
我不反对CCTV大楼，相信结构设计师是做了较深入和全面的分析的。只是觉得有点“急"，有点勉强，不太稳妥。这次北配楼的火灾带来了多大的损失？又说明了什么问题呢？突发事件如何应对？

作者: bjdtm2001 时间: 2009-4-18 21:33

今天有幸听了华东院汪大绥总工（CCTV新楼结构设计中方总工程师）的讲座，对CCTV新楼的建筑和结构方案有了一些新的认识。听过报告，感觉汪总工为人和蔼可亲，治学严谨，结构概念十分清晰，特别是对于工程难题的把握和解决能力十分令我钦佩。
CCTV新楼建筑结构方案的几点新认识：
1、建筑几何：CCTV新楼外表看似不规则，其实从建筑体型上它是由一个标准的四棱锥被切割和贯穿而形成，两个塔楼的倾斜实际上是由四棱锥的斜边而形成的。
2、结构体系：属于带斜撑的框筒结构。结构主要抗侧构件为外部的带斜撑框架，内部电梯间的核心筒实际上是由钢框架组成，设计上并不承担水平荷载。外框柱多为含钢量较高的型钢砼柱。外部斜撑的布置也不是均匀的，根据应力分析和优化，在应力大的部位加密网格，即加密斜撑。这实际上是结构师的创新性方案。
3、结构的动力特性：第一阶自振周期为3.82s，前两阶振型为平动为主，第三阶带扭转。200多米高的建筑，而T1=3.82s，应该说这个结构的刚度是非常大的，其主要原因就在于外部斜撑对结构的巨大刚度贡献。
4、工程中难点：汪总工介绍了结构设计以及施工中的一些难题和处理方案。例如高含钢率SRC柱的试验研究（同济大学完成），蝶形节点受力试验（清华大学完成），通过试验得到了关于这些新式构件的许多定量结论。此外，施工方案中创新性地提出了施工荷载上下限、延迟构件的概念等等。

总结：
从汪总的讲座中，我也体会到了如下几点：
1、建筑师给出了建筑方案后，有时确实给结构师带来很大的挑战，建筑方案的结构实现经常需要结构师的智慧性的创造。一个复杂的工程总是伴随着非常多的难题的，这些问题的解决确实是结构师智慧的结晶。
2、现在很多复杂结构问题的分析都需要计算机来完成，离开了计算机有时根本无法实现。CCTV新楼的结构分析和细部分析也借助了许多软件。而现在软件基本都是“黑匣子”，其计算方法并不对外公布，汪总工在谈话中也流露出了对这种管理体制的些许担忧。

作者: woodwest 时间: 2009-9-17 18:07

一直以来对CCTV大楼看不顺眼，总觉得像个人在大便，

我承认我有时是有点笨，居然这几年一直没有看出这里面的名堂，主要是没有往“性”的角度去想，这段时间看了关于“央视色情门”的相关报道，才明白为什么一直不顺眼。到google上去搜一搜，就有很多的报道，图片。
搞了半天，才明白这是“观音坐莲”，主楼是观音，前不久被烧的副楼就是“莲”，（本人知识来源于大学时期的录像厅，比较贫乏，请不要见笑）

结构肯定可以搞出来，混凝土+钢结构，算不清，加钢筋，反正是国人掏钱，决策者的智商就不再这里讨论了。

总之，不喜欢！

幸好，哈库斯不是日本人，还不算太恶劣，只是恶搞了一次崇洋媚外的某些国人。
还好，上海环球金融中心顶上的“太阳旗”被改掉了，中国人，讲讲风水还是好的。

http://bbs.cz001.com.cn/viewthread.php?tid=221536

作者: zhuqinwei84 时间: 2009-9-25 14:50

现在大家对央视的意见主要集中在结构上，对其建筑设计至少可以冠以“新颖”的评价，但是外观只是建筑设计的一部分，其内部的功能要求、内部的视觉效果以及使用的舒适程度怎么样现在还不得而知。如果这些建筑功能都是靠各种非常规手段“达到”规范要求，那花大价钱买的就不仅仅是一个大风险了，还是一个大垃圾。

作者: greentea-99 时间: 2009-10-15 11:31

想知道，如果两边悬臂结构在中间脱开，即悬臂没有连接起来，这俩塔楼还能否自稳定？

作者: liuzhongwei1229 时间: 2010-5-23 21:09

其实呢 CCTV大楼并不好看还有人恶搞用PS画上小人就是坐在大楼上如厕笑笑罢了不接触主要负责人还真不好知道一些内幕记得听说太阳旗的问题就是北京院来的一个总工做讲座的时候说的大家还是要继续努力奋斗向上啊做结构的都爱国嘻嘻

作者: wg01 时间: 2010-5-23 21:12

本来是个小建筑，被放大n倍之后就不好看列，呵呵

作者: huangjhjg118 时间: 2010-5-24 11:07

这个楼就不应该这样设计难道中国就没设计师吗非要请外国设计成这样的啊

作者: qq390492120 时间: 2010-6-6 13:52

我个人觉得，现有建筑上创新，才能带来结构上的突破！！所以支持下歪楼。。。

作者: 燕子清风 时间: 2010-6-8 22:55

钢结构建筑将是一种趋势，钢结构工程将在建筑上体现低碳生活经济！

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