來源:重慶日報網
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讓國外的超高層建築借鑑中國技術
周緒紅 記者 蘇思 攝/視覺重慶
以前,國外出現摩天大樓,常令國人嘖嘖讚嘆。
如今,重慶大學「高層鋼-混凝土混合結構的理論、技術與工程應用」的項目成果,已廣泛應用於卡達、科威特等30多個國家以及廣東、重慶等國內省市的300餘項工程中。紐約新世貿大廈,甚至800多米的卡達多哈塔都要借鑑該項目的技術。
帶領團隊在高層和超高層建築領域取得國際領先研究成果的就是重慶大學鋼結構工程研究中心主任、中國工程院院士周緒紅。9月22日,在重慶市科學技術獎勵大會上,周緒紅獲得科技突出貢獻獎。
「在建築領域,100米是高層建築,超過100米就是超高層建築。超高層建築代表一座城市的形象,是國家技術、水平的象徵。」周緒紅回憶,上世紀,美國就出現紐約世貿大廈等摩天大樓,那時我國還沒有超高層建築。
後來,國內也開始建100米以上的超高層建築,但主要採用現澆混凝土的方式,汙染比較嚴重,抗震安全性也很難保證;國外則採用純鋼結構建造超高層建築,但造價很高,難以大規模採用。
2002年,周緒紅調到長安大學,就想做關於「交錯桁架」方面的實驗。當時世界上沒有人做過這個實驗,設計是否合理、結果會怎麼樣都不知道。
周緒紅多方籌措到5萬元,並成功進行實驗、得到一系列重要數據,發表了關於「交錯桁架」的第一篇論文。
歷經挫折和反覆試驗、論證,2012年,有關「交錯桁架」的研究成果終於正式被編製成了全國通用的技術標準。
「簡言之,交錯桁架就是用桁架的交錯布置,用很低的成本輕鬆實現大跨度建築。」周緒紅介紹,學校、醫院、賓館、辦公樓大多都是這種構造,中間帶個走廊,兩邊是房間。這種構造用鋼量少,但建築的功能、跨度提高一倍。
如今,在周緒紅的帶領下,團隊研發出「高層鋼-混凝土混合結構的理論、技術與工程應用」項目成果,並於2019年獲得國家科技進步獎一等獎。其成果包含支撐巨型框架-核心筒、鋼管約束混凝土結構、交錯桁架結構、鋼管混凝土異形柱框架等幾種結構體系。這幾種體系各有特點和優勢:如支撐巨型框架-核心筒體系主要適用於300-800米的地標性建築;適用非常廣泛的是交錯桁架結構體系,用很低的成本輕鬆實現大跨度建築;鋼管約束混凝土結構體系則是針對抗震安全性的一套體系。
如今,該項目成果廣泛用於地標性建築、住宅、醫院、學校、辦公和商業等高層建築,在我國的城市化和城市群發展中有很大的應用範圍。
數據顯示,使用「高層鋼-混凝土混合結構的理論、技術與工程應用」建造的建築,與純混凝土結構的100-300米建築相比,可降低40%的砂石使用量;與純鋼結構的同類建築相比,可降低用鋼量30%-40%,綜合成本也降低約30%。
這意味著可以採用這項技術建造出更巨型、更有視覺衝擊的城市建築,既不會大幅增加投資,建築的安全性也能夠得到充分保障,同時又豐富了城市的建築景觀。
「高和大只是建築的一種表徵。更重要的是建築綠色發展,重視環保和生態文明建設。」周緒紅表示,今后土木工程必須走信息化和智能化引導的新型工業化道路,未來的建築是以工業化、信息化、智能化為基礎的綠色建築。