上海里程碑式的建筑

郭雨寒

摘要上海金茂大厦是现代中国多功能、新型建筑的代表作之一。建筑形式由功能而来，对于当前结构技术的理解，主要是根据物质本身的功能来确定。结构技术不仅仅局限于外表设计、内部构造，还包含着新型材料和人文化的设计。本文通过对金茂大厦的结构技术进行研究，介绍了金茂大厦设计理念中结构技术与功能的完美结合。

关键词金茂大厦；塔式结构；节能；多功能性

我们相信有情感的建筑。建筑的设计和形成存在即有合理性，或是方便人们的衣食住行；或是美轮美奂的地标建筑；或是富有人文情怀的历史象征……金茂大厦的存在是21世纪里响彻天际的一声呐喊，是人类建筑史上满富挑战的建筑之一。

1简述金茂大厦

上海金茂大厦位处陆家嘴金融贸易区，毗邻黄浦江畔，在浦东新区，遥对东方明珠电视塔，在延安东路的隧道的出入口附近，直接与二号地铁线路相连接，它的主体建筑一共有91层，地表上方88层，加上地下建筑3层，整幢建筑物高达420.5m，一共占地23000余平方米，整个建筑物面积为29万平方米。办公室、酒店、咖啡馆等设施分布在其中，共同构成了这样一幢智能化的高层建筑物。

著名的美国芝加哥SOM设计事务所的设计师阿德里安·史密斯与江欢成两人共同的智慧结晶凝聚成了这所具有中国古典气息的塔式风格与西方都市气息的摩天大楼，是上海这座具有时代意义的城市的地标性建筑。

2金茂大厦的塔式结构

曾經读过一篇名为《开封铁塔》的文章，其中将开封夷山之颠的一座宝塔比作“东方之烛”，意味着这座塔式结构就像东方明珠一样在宋朝古都开封城内闪耀。细细比对就不难发现两者有异曲同工之妙。在古文中曾记载道“塔初成，望之不正而势倾西北。人怪而问之，浩日：“京师地平无山，而多西北风，吹之不百年，当正也。”塔式结构有利的利用了风的性质，将塔身向西北方向倾斜是地势与环境共同作用的结果。

2.1主体结构

4个主要的核心部分组成了金茂大厦的塔式结构的主体，首先是钢筋混凝土核心筒，如同八角形的形状；然后，有八根组合的巨大的柱子，分布在核心筒的周围；还有由钢结构构成的框架柱梁以及相应的楼板结构。这种结构形式在我国的超高层建筑中比较常见。通过测量，核心筒截面的平均尺寸：27mX27m，组合巨型柱截面尺寸是5.0mX1.5m，而且截面的大小随着高度线性减小，在最高处为3.5mX1.0m。塔式结构的主体还有周围分布的组合柱都达到了333.70m，核心筒与四周分布的八根巨型柱通过外部的三道外伸的钢桁架连接，成为一个整体，这是一种能够极大提高整体刚度的方法。

在整个塔楼结构施工中，首先要注意的是钢筋混凝土结构，施工电梯、塔吊等附属建筑的安装均与其息息相关，钢结构吊装也要与钢筋混凝土结构密切配合。因此，抓住钢筋混凝土结构工程的质、安全、进度等是直接关系到整个大厦施工的顺利进行。

2.2施工关键

塔楼主体结构施工的关键可以总结为以下三大部分，都需要紧紧把握住，即：整体的模板还有脚手架、如何泵送混凝土、控制垂直度与标高的测量体系，这三者的有机紧密结合，就能保证塔楼的4个部分优质、安全、高速地完成。

2.3严密的施工组织体系

金茂大厦采用了泵送混凝土技术。如何给超高层泵送混凝土是一个系统化的问题。如果由于施工不当，导致在搅拌、运输、泵送混凝土的任意一个环节中出现了失误，会马上导致泵送失败，严重影响了工程的质量和施工效率。所以泵送混凝土的监管要从头开始做，从搅拌站到施工现场，要严格管理、严格安装规范和技术规程来实施操作，来保证混凝土拌合物的和易性。绝对不让异物进入混凝土泵送机器中，操作人员的技术也必须要过关，只有这样，泵送过程才能完美，不出差错。

在当时，通过以上的施工控制，将混凝土成功一次性泵送到了一个较高的高度，世界上屈指可数。

3节能系统

金茂大厦是一幢超高层建筑，所以它的能耗是让大家都关注的一个问题。它单位面积的能在全国的排名最低，但是总能耗却是最多的。在满足各种各样的多功能的时候，必然要消耗相应的能量。金茂大厦每年就要花将近4000万在各种资源的消耗上，每天在水电费等上的花费就差不多10万元。在30万的建筑面积里，每天有1.5万人上班、观光和生活，只有一台空调来给整个大楼调节空气流通还有控制冷暖，它的功率高达28000kW，相当于9000多台家用空调同时工作。

考虑到上海这个城市特殊的气候特征，以及如何在调节气候上节省一些资源，设计师们针对冬冷夏热的气候变化作出了创新。不仅要考虑到夏天的隔热效果，冬天的保暖更是主要问题，同时让气候调节更加省电。金茂大厦工程采用了复合型的高强度混凝土：C60和C50的高强混凝土。

C50混凝土的分布地点：1）基础底板；2）主楼核心筒的32层一直到62层；3）组合巨型柱的32层一直到62层。C60混凝土的分布地点：1）主楼核心筒的地下至31层；2）组合的巨型柱的地下至31层。

在搅拌混凝土的过程中，为了保持其强度，材料和配合比及其重要，而且采用先进的“内散外蓄法”来进行养护，在内部通过水管，并且及时覆盖薄膜，用电脑来控制温度。严格控制混凝土内部的温度的峰值还有内外的温差。这样的施工方法，不仅仅严格控制了温度，还极大地缩短了工期，养护时间大大缩短，只用了2个星期。

屋面保温层的作用也不可忽视，它被广泛的应用到金茂大厦的裙房的屋面还有部分主楼的屋面。这种保温层的核心就是空心砌砖。空心砌砖的空隙能够在一定程度上，有效的阻止能量的损耗，在气候调节还有温度的保持上有很好的效果。这层空心砌砖的存在就如一层天然的屏障，让热量汇聚在这空隙之中。正是因为有了这些保温性能好的材料及巧妙的设计，使得金茂大厦内部并不会收到上海天气变化无常的影响，这样的设计难道不是21世纪伟大的创举吗？

4金茂大厦的多功能性

1）金茂大厦内部办公室、酒店、咖啡馆等功能建筑完美的融合为一体。其主要的构造为：办公楼：为3～50层。框架结构提供大量空间，可容纳万人办公。2）机电设备层：第51～52层。3）金茂君悦大酒店：第53～87层。超五星级酒店。4）“空中中庭”：第56层至塔顶层的核心。直径大约30m、阳光可透过玻璃折射进来.风景及其美丽。多间客房还有餐厅分布在其周围。5）企业家俱乐部：第86层。6）空中餐厅：第87层。7）观光层：第88层，距地面340.1m。可容纳1000多名游客。站在88层的高楼之上，你可以尽情感受“一览众山小”的无与伦比的美丽，上海黄浦江的夜景以及东方明珠的璀璨都可尽收眼底。

在对创新的开拓的过程以及科学的对多种方案的比较的过程中，完美的产出了金茂大厦的超高层建筑设计、结构体系的创新、以及材料，设备还有装饰工程的设计和使用。例如，人们在“住房安全”“安全防火”“智能交通”“环保节能”“玻璃幕墙”等等诸多技术关键都进行过大量的专题研究。中美双方在设计过程中，召开了多次的专家咨询会，还有两方的技术讨论会，经验介绍会等等，一步一步慢慢熟悉，积累了很多有益处的经验。因此，我们可以说，金茂大厦是中国超高层建筑设计史中，里程碑式的建筑。

5结论

金茂大厦的成功，为上海带来了新的生机与活力，是推动上海经济发展的源动力。这里程碑式的建筑有效地带动了上海大跨步式的前进。更重要的是，金茂大厦成功的将西方文化积淀同中国的历史渊源融会贯通，塑造出这样一座别具特色的里程碑建筑——金茂大厦。endprint