深圳世茂前海金融中心

2021.01.13 10:01
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深圳世茂前海金融中心

超高层
  • 项目地址

    深圳市

  • 建设单位

    世茂集团

  • 建筑设计

    Gensler

  • 建筑高度

    295m

在建筑概念设计时有两个方案,业主方选择了和谐的,旋转角度60°的概念设计,外形上两个体量各自独立却又紧密交织,象征着香港与大陆间的互动合作与和谐统一。后期,弗思特又配合业主方对更多角度的方案进行深化研究,最终业主方综合考虑建筑效果、结构体系、实现效果等多方面因素,确定旋转45°的最优方案。此外,由于本项目为超高层,无法避免航空限高的问题,最终高度从330米降至295米。



在设计过程中,建筑师想要实现平顺、光滑的表皮效果,因此项目团队研究了定数等分、定距等分的立面分格,出具相关报告。另外,通过研究项目的表皮轮廓,即要实现每层旋转约0.6136度,总共扭转45度,高度上每一米的旋转角度相等,圆弧部位通过比选,采用折线拟合的方案,综上考虑完成后,最终确定了分格划分原则,如下图:



曲面分析与构造验证


在研究表皮分格过程中,我们尝试对幕墙系统放样,发现龙骨存在干涉的情况,需要对曲面进行分析,寻找规律。曲面分析后,发现四点翘曲值最大约22mm,大部分在18mm以内,经过分析,其应力大多分布在冷弯玻璃的角部,大小在2兆帕以内。


系统解决方案对比:



有限元模拟分析:



不管采用何种方式,玻璃都需要进行冷弯,对型材也会产生一定影响。后续根据最不利的情况,团队进行了大量的有限元分析,考虑翘曲冷弯对玻璃和型材产生的内应力、应变及位移分析,综合发现冷弯的应力影响较小,确定理论上可行。


理论分析后,团队还将本项目与相似的案例进行对标,下图为某项目的实际数据。



经过理论论证以及项目对标,后续还进行了实验室论证,15年年初,经远大配合在试验室内冷拉单元。验证证明,在当单元冷拉弯后,普通的单元是没有问题的,且防水也不受影响。但翻窗经冷弯后,不能正常打开,打开后,也不能正常关闭。

根据项目团队综合研究判断认为,冷弯玻璃翘曲值在L/60以内,基本上与平板玻璃没有差异。


结构和节点设计分析


△部分节点构造

△圆弧处节点

△开启窗节点


擦窗机设计及其实施


擦窗机的设计,同样是本项目面临的巨大问题之一:建筑师不同意屋顶设置擦窗机,认为影响效果;建筑扭转角度较大,若中部设置擦窗机,本就局促的避难层该如何处理;擦窗机吊船如何在扭转立面上工作,吊船如何行走;防风销有没有特殊设计?以上都是项目进程中遇到的一系列难题。


前期配合进行了大量的研究分析,说服建筑师接受屋顶设置擦窗机,但保证擦窗机轨道不凸出屋顶斜面。后续说服业主方接受避难层设置擦窗机,其中与机电的无数次配合,从下图也可以看出,避难层的空间几乎做到了极致。



在项目33层避难层设置有2台折臂式擦窗机,11、22、44、55设置8台伸臂式擦窗机,屋顶设置2台斜爬轨道式擦窗机,且由原衔接轨道调整为贯通轨道,大大提高了安全性,最终将相关问题全部解决。



当时设计完成后,如此大体量下使用冷弯玻璃的项目,前海世茂金融中心是第一个,因此也有许多顾虑,需要大量的理论、实际数据支撑,才能推动项目完成。

项目团队综合相关研究分析,还得出以下一些建议供大家深入思考、探讨:





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