津塔背后的抗震技术

津塔是一座位于天津海河畔的摩天大楼，高336.9米，是天津环球金融中心的重要组成部分。

在“欲与天公试比高”的众多超高层建筑中，津塔既没有632米的上海中心大厦的“挺拔”，也没有600米的广州塔的“婀娜”，这座336.9米高的建筑似乎显得并不时那么起眼。但这座摩天大楼外观很“时髦”，呈风帆造型，建筑主体结构板边缘呈折扇状椭圆造型，向上收分式设计，比单纯的直线延展更具张力，弱化了建筑的垂直尺度，具有极强的现代感与视觉冲击力。

津塔不仅仅是外形上的独特，更具备在设计建造技术上的难度，尤其是在建筑的抗震设计方面，说是“冠绝全国”也不为过。

位于渤海之滨的天津处于地震的高烈度区，1976年的唐山大地震曾给天津带来了巨大的建筑物破坏，造成了严重的人员伤亡和经济损失。所以在天津建这么高的一座摩天大楼，抗震设计的重要性不言而喻。

下面，让我们一起来看看津塔是如何进行抗震设计的。

首先，在摩天大楼的结构选型时，工程师们并没有选择高层建筑中最常见、技术也最成熟的框架核心筒结构，而是选择了纯钢板剪力墙的结构作为大楼的核心筒，再从核心筒中伸出伸臂桁架来“握住”外筒。这也是世界上首次在超高层建筑中采用这种具有极好的抗震能力的结构体系。

主塔楼结构形式及钢管混凝土柱、钢板墙分布

与一般的钢筋混凝土的核心筒相比，纯钢板做成的剪力墙更加轻盈、强度更高，但对施工的精密程度要求也就更高。对于一般的混凝土结构来说，只要将流塑状态的混凝土浇进模具，再经过一系列的养护和控制，等混凝土硬了以后自然就会成为我们想要的形状，并且还能自动连接为一个整体。但对于钢板来说却不是这样，要想将坚硬的钢板连接在一起，就必须采用焊接手段。

在地面上的正常状态下，焊接本来不是件很难的事，但是在超高层建筑中，难度就上来了。建筑用的钢板动辄有几米，甚至十几米长，整个钢板就如同一片轻薄的海苔，在焊接的时候会产生局部的高温，如果控制不当，在焊接冷却的过程中，强大的热胀冷缩就会使得整片钢板扭曲变形，留下严重的安全隐患。

为了解决这一问题，工程师们优化了施工流程，将一些区域，如钢板墙顶部与框架梁预先在工厂焊接成“焊接单元”，随后运到工地进一步焊接。在焊接过程中，采用了倒退焊接、跳跃焊接等难度极高的方式以控制误差。

津塔的核心筒是钢板剪力墙，我们再说下它的外框筒，外框筒的设计同样具有很强的抗震能力。

津塔的外框筒用钢管混凝土作为主要承重构件，注意不是钢筋混凝土，啥是钢管混凝土呢？它是在空心的钢管当中灌注混凝土，这样被外面钢管约束住的混凝土抗压能力就会更强，是很好的抗震设计。

但是问题来了，如何将混凝土灌进细长的钢管里面呢？

有人说可以从钢管顶部灌入，但这样很容易混入空气，造成空腔；还有就是将混凝土提升到几百米的高空再落进钢管内，经过这样一波操作，混凝土的性能也会受到影响。那该怎么办呢？津塔采用了“顶升浇筑法”的施工工艺；简单点说，就是用高压泵将混凝土从钢管的底部“挤”进去，这样操作，可以保证混凝土内部严丝合缝，没有一点孔隙。

顶升混凝土的内部非常致密

津塔拥有了纯钢板剪力墙核心筒和钢管混凝土作为主要承重构件外框筒，大楼本身就很“硬”了，可光是大楼本身“硬”还是不行，如果与地面的连接不稳固，万一发生了地震或者沉降，大楼整体倾斜甚至倒下来，那危害就大了。

基于此，要解决这个问题，首先是要挖一个深深的基坑，让整栋大楼“坐”进去，大楼“坐”得深，基础牢靠，就不容易倾倒。津塔的基坑最深达到了32米，相当于10层楼的高度，是天津最深的建筑深基坑。设计好了基坑，工程人员们从基坑底部又向下打了1514根大大小小的桩，其中最长的超过80米；这些桩就像大树的树根一样，将大楼牢牢地“栽”进了土壤里，这样大楼再也不用担心倾覆了。

津塔基坑施工

看完这篇，津塔的抗震设计是不是很优秀~

参考文献

1.周予启，刘卫未，王晶.《天津环球金融中心工程建造关键技术》

2.彭志强.《超高层住宅群塔选型布置设计与安拆运维管理综合技术》

3.田贺维，周予启，刘卫未.《天津津塔工程超大基坑施工技术》

4.须臾千秋. 网易《了不起的中国制造》