不对称悬挂式结构指的是建筑具有多组钢悬挂段且在结构上呈不对称分布,这样会使建筑在施工中处于较强的不稳定状态,同时会受到施工工序及风载、温差、附加荷载等外在因素的影响。在实际施工中,各个悬挂体彼此之间也存在着复杂的关联影响,形成悬挂体的内部应力。此前,全球只有德国BMW总部大楼和新加坡FEO悬浮大楼两座大楼采用不对称钢悬挂结构建筑,国内对于悬挂结构体系的研究仅限于理论,缺乏实际的工程应用,国内工程界也无悬挂结构体系为主的建筑施工经验。
按照设计方案,贵阳国际会议展览中心总高度201米(以下简称201大厦),共计45层,必须采用不对称钢悬挂结构体系建造施工。针对201大厦施工工艺、技术方法等的特点和难点,中国建筑设立了“超高层不对称悬挂结构设计施工技术研究与应用”专项课题,组织技术专家和技术骨干开展技术研究和攻关工作,取得了一系列重要成果:一是综合利用虚拟仿真技术对施工全过程进行模拟分析,优化施工组织技术方案,保证了复杂结构的施工安全和施工技术先进合理;二是创新并运用可调式支撑胎架控制核心筒不平衡力矩,建立了敏感性临界值控制指标体系,形成以核心筒抗弯、抗倾覆为主控指标的对称平衡安装成套技术;三是综合运用施工预调及同步卸载等先进技术,实现了结构构件安装的可控、可调,提高了安装精度,确保了施工方案成功实施;四是创新运用减少不对称钢悬挂结构变形的施工方法,优化混凝土浇筑顺序,确保无胎架悬挂结构整体受力对称均匀、稳定。通过精心组织实施,201大厦完美实现了设计理念,成为了全球高度最高、悬挂单体最多、结构最复杂的悬挂式建筑,为城市增添了一座亮丽的新地标。
该成套关键技术总体达到国际先进水平,工程依托项目201大厦荣获2011年度中国钢结构金奖(国家优质工程奖)、2012年度全国优秀焊接工程金奖、2013年度中国超高层建筑工程银奖,国家绿色建筑三星认证,共取得8项国家专利、2项省部级工法。同时,项目成果填补了国内不对称钢悬挂结构体系施工工艺的空白,为业界提供了宝贵的施工经验,弥补了复杂悬挂结构成功案例缺乏的现状,证实了其施工可以具有较强的可控性,满足了建筑外形要求,得到了施工界普遍认可。