郭雨寒

摘要上海金茂大廈是現(xiàn)代中國多功能、新型建筑的代表作之一。建筑形式由功能而來，對于當(dāng)前結(jié)構(gòu)技術(shù)的理解，主要是根據(jù)物質(zhì)本身的功能來確定。結(jié)構(gòu)技術(shù)不僅僅局限于外表設(shè)計(jì)、內(nèi)部構(gòu)造，還包含著新型材料和人文化的設(shè)計(jì)。本文通過對金茂大廈的結(jié)構(gòu)技術(shù)進(jìn)行研究，介紹了金茂大廈設(shè)計(jì)理念中結(jié)構(gòu)技術(shù)與功能的完美結(jié)合。

關(guān)鍵詞金茂大廈；塔式結(jié)構(gòu)；節(jié)能；多功能性

我們相信有情感的建筑。建筑的設(shè)計(jì)和形成存在即有合理性，或是方便人們的衣食住行；或是美輪美奐的地標(biāo)建筑；或是富有人文情懷的歷史象征……金茂大廈的存在是21世紀(jì)里響徹天際的一聲吶喊，是人類建筑史上滿富挑戰(zhàn)的建筑之一。

1簡述金茂大廈

上海金茂大廈位處陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)，毗鄰黃浦江畔，在浦東新區(qū)，遙對東方明珠電視塔，在延安東路的隧道的出入口附近，直接與二號地鐵線路相連接，它的主體建筑一共有91層，地表上方88層，加上地下建筑3層，整幢建筑物高達(dá)420.5m，一共占地23000余平方米，整個(gè)建筑物面積為29萬平方米。辦公室、酒店、咖啡館等設(shè)施分布在其中，共同構(gòu)成了這樣一幢智能化的高層建筑物。

著名的美國芝加哥SOM設(shè)計(jì)事務(wù)所的設(shè)計(jì)師阿德里安·史密斯與江歡成兩人共同的智慧結(jié)晶凝聚成了這所具有中國古典氣息的塔式風(fēng)格與西方都市氣息的摩天大樓，是上海這座具有時(shí)代意義的城市的地標(biāo)性建筑。

2金茂大廈的塔式結(jié)構(gòu)

曾經(jīng)讀過一篇名為《開封鐵塔》的文章，其中將開封夷山之顛的一座寶塔比作“東方之燭”，意味著這座塔式結(jié)構(gòu)就像東方明珠一樣在宋朝古都開封城內(nèi)閃耀。細(xì)細(xì)比對就不難發(fā)現(xiàn)兩者有異曲同工之妙。在古文中曾記載道“塔初成，望之不正而勢傾西北。人怪而問之，浩日：“京師地平無山，而多西北風(fēng)，吹之不百年，當(dāng)正也。”塔式結(jié)構(gòu)有利的利用了風(fēng)的性質(zhì)，將塔身向西北方向傾斜是地勢與環(huán)境共同作用的結(jié)果。

2.1主體結(jié)構(gòu)

4個(gè)主要的核心部分組成了金茂大廈的塔式結(jié)構(gòu)的主體，首先是鋼筋混凝土核心筒，如同八角形的形狀；然后，有八根組合的巨大的柱子，分布在核心筒的周圍；還有由鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)成的框架柱梁以及相應(yīng)的樓板結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)形式在我國的超高層建筑中比較常見。通過測量，核心筒截面的平均尺寸：27mX27m，組合巨型柱截面尺寸是5.0mX1.5m，而且截面的大小隨著高度線性減小，在最高處為3.5mX1.0m。塔式結(jié)構(gòu)的主體還有周圍分布的組合柱都達(dá)到了333.70m，核心筒與四周分布的八根巨型柱通過外部的三道外伸的鋼桁架連接，成為一個(gè)整體，這是一種能夠極大提高整體剛度的方法。

在整個(gè)塔樓結(jié)構(gòu)施工中，首先要注意的是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，施工電梯、塔吊等附屬建筑的安裝均與其息息相關(guān)，鋼結(jié)構(gòu)吊裝也要與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)密切配合。因此，抓住鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)、安全、進(jìn)度等是直接關(guān)系到整個(gè)大廈施工的順利進(jìn)行。

2.2施工關(guān)鍵

塔樓主體結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵可以總結(jié)為以下三大部分，都需要緊緊把握住，即：整體的模板還有腳手架、如何泵送混凝土、控制垂直度與標(biāo)高的測量體系，這三者的有機(jī)緊密結(jié)合，就能保證塔樓的4個(gè)部分優(yōu)質(zhì)、安全、高速地完成。

2.3嚴(yán)密的施工組織體系

金茂大廈采用了泵送混凝土技術(shù)。如何給超高層泵送混凝土是一個(gè)系統(tǒng)化的問題。如果由于施工不當(dāng)，導(dǎo)致在攪拌、運(yùn)輸、泵送混凝土的任意一個(gè)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)了失誤，會(huì)馬上導(dǎo)致泵送失敗，嚴(yán)重影響了工程的質(zhì)量和施工效率。所以泵送混凝土的監(jiān)管要從頭開始做，從攪拌站到施工現(xiàn)場，要嚴(yán)格管理、嚴(yán)格安裝規(guī)范和技術(shù)規(guī)程來實(shí)施操作，來保證混凝土拌合物的和易性。絕對不讓異物進(jìn)入混凝土泵送機(jī)器中，操作人員的技術(shù)也必須要過關(guān)，只有這樣，泵送過程才能完美，不出差錯(cuò)。

在當(dāng)時(shí)，通過以上的施工控制，將混凝土成功一次性泵送到了一個(gè)較高的高度，世界上屈指可數(shù)。

3節(jié)能系統(tǒng)

金茂大廈是一幢超高層建筑，所以它的能耗是讓大家都關(guān)注的一個(gè)問題。它單位面積的能在全國的排名最低，但是總能耗卻是最多的。在滿足各種各樣的多功能的時(shí)候，必然要消耗相應(yīng)的能量。金茂大廈每年就要花將近4000萬在各種資源的消耗上，每天在水電費(fèi)等上的花費(fèi)就差不多10萬元。在30萬的建筑面積里，每天有1.5萬人上班、觀光和生活，只有一臺空調(diào)來給整個(gè)大樓調(diào)節(jié)空氣流通還有控制冷暖，它的功率高達(dá)28000kW，相當(dāng)于9000多臺家用空調(diào)同時(shí)工作。

考慮到上海這個(gè)城市特殊的氣候特征，以及如何在調(diào)節(jié)氣候上節(jié)省一些資源，設(shè)計(jì)師們針對冬冷夏熱的氣候變化作出了創(chuàng)新。不僅要考慮到夏天的隔熱效果，冬天的保暖更是主要問題，同時(shí)讓氣候調(diào)節(jié)更加省電。金茂大廈工程采用了復(fù)合型的高強(qiáng)度混凝土：C60和C50的高強(qiáng)混凝土。

C50混凝土的分布地點(diǎn)：1）基礎(chǔ)底板；2）主樓核心筒的32層一直到62層；3）組合巨型柱的32層一直到62層。C60混凝土的分布地點(diǎn)：1）主樓核心筒的地下至31層；2）組合的巨型柱的地下至31層。

在攪拌混凝土的過程中，為了保持其強(qiáng)度，材料和配合比及其重要，而且采用先進(jìn)的“內(nèi)散外蓄法”來進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，在內(nèi)部通過水管，并且及時(shí)覆蓋薄膜，用電腦來控制溫度。嚴(yán)格控制混凝土內(nèi)部的溫度的峰值還有內(nèi)外的溫差。這樣的施工方法，不僅僅嚴(yán)格控制了溫度，還極大地縮短了工期，養(yǎng)護(hù)時(shí)間大大縮短，只用了2個(gè)星期。

屋面保溫層的作用也不可忽視，它被廣泛的應(yīng)用到金茂大廈的裙房的屋面還有部分主樓的屋面。這種保溫層的核心就是空心砌磚?？招钠龃u的空隙能夠在一定程度上，有效的阻止能量的損耗，在氣候調(diào)節(jié)還有溫度的保持上有很好的效果。這層空心砌磚的存在就如一層天然的屏障，讓熱量匯聚在這空隙之中。正是因?yàn)橛辛诉@些保溫性能好的材料及巧妙的設(shè)計(jì)，使得金茂大廈內(nèi)部并不會(huì)收到上海天氣變化無常的影響，這樣的設(shè)計(jì)難道不是21世紀(jì)偉大的創(chuàng)舉嗎？

4金茂大廈的多功能性

1）金茂大廈內(nèi)部辦公室、酒店、咖啡館等功能建筑完美的融合為一體。其主要的構(gòu)造為：辦公樓：為3～50層。框架結(jié)構(gòu)提供大量空間，可容納萬人辦公。2）機(jī)電設(shè)備層：第51～52層。3）金茂君悅大酒店：第53～87層。超五星級酒店。4）“空中中庭”：第56層至塔頂層的核心。直徑大約30m、陽光可透過玻璃折射進(jìn)來.風(fēng)景及其美麗。多間客房還有餐廳分布在其周圍。5）企業(yè)家俱樂部：第86層。6）空中餐廳：第87層。7）觀光層：第88層，距地面340.1m。可容納1000多名游客。站在88層的高樓之上，你可以盡情感受“一覽眾山小”的無與倫比的美麗，上海黃浦江的夜景以及東方明珠的璀璨都可盡收眼底。

在對創(chuàng)新的開拓的過程以及科學(xué)的對多種方案的比較的過程中，完美的產(chǎn)出了金茂大廈的超高層建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)體系的創(chuàng)新、以及材料，設(shè)備還有裝飾工程的設(shè)計(jì)和使用。例如，人們在“住房安全”“安全防火”“智能交通”“環(huán)保節(jié)能”“玻璃幕墻”等等諸多技術(shù)關(guān)鍵都進(jìn)行過大量的專題研究。中美雙方在設(shè)計(jì)過程中，召開了多次的專家咨詢會(huì)，還有兩方的技術(shù)討論會(huì)，經(jīng)驗(yàn)介紹會(huì)等等，一步一步慢慢熟悉，積累了很多有益處的經(jīng)驗(yàn)。因此，我們可以說，金茂大廈是中國超高層建筑設(shè)計(jì)史中，里程碑式的建筑。

5結(jié)論

金茂大廈的成功，為上海帶來了新的生機(jī)與活力，是推動(dòng)上海經(jīng)濟(jì)發(fā)展的源動(dòng)力。這里程碑式的建筑有效地帶動(dòng)了上海大跨步式的前進(jìn)。更重要的是，金茂大廈成功的將西方文化積淀同中國的歷史淵源融會(huì)貫通，塑造出這樣一座別具特色的里程碑建筑——金茂大廈。endprint