因為地處青藏高原地震區，在雲南建一座 400 米以上的摩天大樓面臨著諸多意想不到的難題。
對雲南省的省會昆明來說，它的建造環境則要更加複雜：昆明坐落於著名的小江南北向強震帶和易門南北向中強地震帶之間，並直接處於普渡河南北向中強地震帶上。
根據《昆明市防災減災“十三五”發展規劃》的說明，由直接穿過昆明城區的普渡河斷裂構成的中強地震帶歷史上曾多次發生 6 級以上中強震，由小江斷裂帶構成的強震帶歷史上多次發生 7 級以上地震，其中最強地震——1833 年嵩明 8 級地震，震中距昆明市城區只有 30 公里。
如此自然條件為摩天大樓的結構設計帶來重重挑戰。不過就在今年，在昆明建造 400 米高摩天大樓的願景取得了實質性的進展。
由 SOM 擔任建築、結構與機電設計的俊發集團“春之眼”主樓項目在北京通過了住建部全國抗震超限審查委員會的審查。該項目是目前位於抗震設防烈度八度、場地類別為三類的地區最高的超高層建築之一。
所謂地震烈度，指的是地震對地面影響和破壞的程度，它根據人體感受、地表和建築物的破壞程度而確定，不同於表示一次地震能量大小等級的“震級”。
簡單地說，一次地震釋放的能量是一個定值，因此只有一個震級。但是它對不同地區會有不同程度的影響：通常靠近震中的地區烈度高，地震破壞力大、人的體感明顯，而遠離震中的地區烈度就低，破壞力相對較小、人的體感程度相對較低。
中國的抗震設計規範規定的地震設防烈度為 6 到 9 度。8 度地區——也就是“春之眼”項目所位於的地區，在該處的設防烈度地震，其地面水平加速度相當於重力加速度的 30%。
“春之眼”項目包括一座高 407 米的主樓、300 米的副塔，功能涵蓋辦公、酒店和商業。其中，407 米的主樓由 SOM 擔當設計師與工程師。昆明風荷載較低，而地震活動較高，因此主樓的結構設計主要由地震荷載控制。
主樓結構設計的最大挑戰在於，既要使結構有足夠的剛度，避免在地震作用下產生過大的變形，又要使結構具有延性，能夠消耗地震能量。而對於抗震設計而言，剛度和延性是兩項非常重要的指標，它們與結構強度一起，共同決定著建築在地震作用下的抗震表現。
為了獲得足夠的剛度，SOM 針對主樓採用了巨柱和交叉斜撐，這一設計能夠以較少的材料抵抗水平荷載、減小地震作用下的結構變形。另一方面，為了增強耗能能力，結構的巨柱之間佈置了鋼樑、粘滯阻尼器，機電層佈置了阻尼伸臂桁架。由於有了合適的剛度和耗能能力的組合，結構在八度大震作用下，只會發生輕微破壞，能夠有效地保護建築內人員的生命安全。
由 SOM 設計的芝加哥約翰漢考克大廈，同樣使用交叉支撐結構。圖片版權 Ezra Stoller | Esto
由 SOM 設計的芝加哥約翰漢考克大廈，同樣使用交叉支撐結構。圖片版權 Timothy Hursley | Esto
一般來說，交叉支撐結構能以較少的材料提供較高的側向剛度，它非常適合用於抵抗風荷載，但在地震作用下消耗能量的能力較差。“春之眼”主樓對抗震性能的要求非常高，因此當採用交叉支撐結構時，就必須採取其他的措施來提供額外的地震耗能機制，在短時間裡消耗掉地震發生時進入到結構中的能量，避免結構嚴重破壞甚至倒塌。
為解決這一問題，SOM 採用了粘滯阻尼器和屈曲約束支撐。當地震發生導致結構變形時，粘滯阻尼器的活塞會在粘滯液體中往復運動，把機械能轉換成熱能釋放出去，如同中國功夫中的“卸”字訣，將外力化於無形。
屈曲約束支撐採用十字形截面，其周邊的約束構造使它在發生較大變形時，仍然能夠保持穩定的承載能力，從而在往復變形中不斷消耗地震能量，減少地震作用對建築的破壞。
優秀的超高層建築往往是建築設計與結構設計的完美統一。為使建築外觀、形態、結構與功能相互協調並達到最佳狀態，SOM 的建築與結構團隊從項目啟動之初就緊密協作，力求為每一個項目提供最為適合的解決方案。
“春之眼”主樓的塔樓平面呈三角形，下部樓層三條邊稍向外凸，為辦公功能提供了良好的進深。上部核心筒減小，樓層三條邊稍內凹，形成較小的進深，適合酒店佈局。同時這種體型的變化可以有效擾亂風的流動，降低結構在風作用下的變形。另外，塔樓上部樓層面積減小，重量較輕，有利於減小地震作用。
主樓完成了結構設計優化。支撐佈置的樣式根據拓撲優化的結果而確定，可以通過最小的材料用量來實現抵抗側向力的剛度。剪力牆的厚度也根據優化軟件的計算進行佈置，以實現結構材料成本最低。
SOM設計事務所同時為“春之眼”主樓項目提供了高性能的建築機電系統設計方案。通過自然通風、自然光、建築朝向、熱工體量、智能建築、建築能耗模擬等系統和方法，我們將室內空氣質量、環境汙染、能量有效性、材料保存、建築形式以及安全的建築材料等可持續性理念和項目融為一體，使主樓的全年能耗降低 21%。
由建築管理系統（BMS）控制的生態煙囪向使用人員顯示室外條件何時允許自然通風，該系統的使用可在全年 40% 的辦公時間為主樓辦公樓層提供自然通風，減少空調能耗。
主樓辦公區域通過立面通風器獲得自然通風，並由生態煙囪向使用人員顯示室外條件何時允許自然通風，減少能耗。
通過 SOM 結構、建築與機電高性能團隊的密切合作，“春之眼”主樓將以 407 米的高度屹立於昆明 CBD，成為這座城市最高、最安全、最具獨創性和最具高性能的新地標建築。
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