© Wentao
中国尊，落成于北京朝阳中央商务核心区，修长耸立的摩天楼以中国传统礼器“尊”为设计灵感，高达528米，地上108层、地下8层，集甲级写字楼、会议、商务等多种配套服务功能于一体。
2018年12月28日，中国尊举行初步接收证书颁发仪式，这座北京第一高楼自此开始逐步启用、运营，并将在今年迎来中信集团总部入驻。
© 中信和业
经历64个月的建设，中国尊“交钥匙”了
中国尊呈现高大、四方、中部收窄的双曲线对称造型，塔楼高宽比达到约7.2，这种形状实际是把更多的楼面面积从中下部移到具备更高价值的上部，提升了项目品质，同时也对结构设计和消防安全提出了严峻挑战。
© Kohn Pederson Fox Associates
“天圆地方”顶底设计概念
© Wentao
为了实现这一超高层庞大体量 + 超高难度建筑设计的项目，奥雅纳自2011年起全程参与设计，为中国尊量身定制结构、消防和安保工程策略。
从概念设计、几何优化到完成绘图，奥雅纳工程师不仅攻克了世界级的超高层结构设计难题，并且作为消防、安保顾问，对整体消防安全性进行分析，具体对大堂等内部空间进行特殊的消防设计，实现满足结构效率的消防安全和安保策略，将这座摩天楼的安全性提升到国内极高的水平。
结构工程
Structural Engineering
我们采用高效的全高周边巨型框架体系，并与混凝土核心筒组成复合抗侧力结构系统（combined lateral resisting system），经济安全地解决了独特外型带来的问题
中国尊结构经济指标领先高地震区同类建筑
© Arup
复合抗侧力结构系统
核心筒
中国尊的钢筋混凝土核心筒采用内含钢骨的型钢混凝土剪力墙，并在剪力墙下部采用内嵌钢板的组合钢板剪力墙。这也是世界首次在高地震区400米以上超高层建筑中采用混凝土核心筒 。这种组合提高了结构的抗压、抗剪承载力，有效降低结构自重和地震质量。中国尊的核心筒从承台面向上延伸至塔楼顶层，并且从上至下核心筒周边剪力墙墙体厚度逐步均匀收进至顶部，在各墙肢内均匀布置了型钢暗柱。在塔楼的收腰楼层核心筒周边墙肢内另外加强了型钢暗撑，强化塔楼相对薄弱部位的抗震性能。
© Arup
巨型外框架
为实现建筑设计布局并确保结构安全，中国尊的外框筒采用巨型钢管混凝土柱、巨型钢斜撑以及钢转换桁架，有效利用材料特性，更高效地为结构提供抗侧刚度。不仅如此，我们还采取组合结构构件，将钢与混凝土的材料优势最大化。全高巨型斜撑筒由下至上，通过避难层、机电层将大楼分隔为8个功能分区，从而自然形成了外框筒的分节。
© Arup
外框筒由巨型柱(Mega Column)、巨型斜撑(Mega Brace)和腰桁架(Belt Truss)组成
高效的复合结构系统使中国尊成为最具成本效益的超高层塔楼之一，并实现了良好的建筑效果，比如建筑首层周边只有四根巨型柱，营造出54米宽的无柱大厅空间。
消防安全
Fire Safety
我们建立整体结构的分析模型以及关键构件精细模型，评估构件在各种火灾工况下的性能，确保中国尊塔楼具备足够的火灾稳定性
© Wentao
对于超高层建筑，仅根据消防规范要求设计，则其性能目标与建筑体量和重要性难以完全协调一致。根据中国尊整体消防目标，奥雅纳集合北京、上海和香港消防团队协同进行整体消防工程，我们量身定制的消防策略优化了设计规范，确保提升塔楼消防安全性能：
1
合理化塔楼顶部中庭和多层入口大厅的防火分隔设计
2
优化了典型的办公楼层设计，减少不利于疏散及租户使用的防火分隔、及标准楼层的楼梯数目
3
规划替代的火灾疏散方案，改善整座建筑的出入口设计，在紧急情况下加快人员的疏散效率
4
全面评估耐火性能，考虑疏散和救援时间、火灾冷却阶段以及部分薄弱构件的破坏等可能发生的不利因素。分析结果表明，其关键构件及外围钢结构体系均能保持大于规范要求时间的耐火稳定性，满足人员疏散及消防救援等要求
© Arup
外框架有限元模型及分析场景
我们采取定制的消防工程策略，帮助实现了中国尊的建筑美学与空间使用特质，并为北京中央商务核心区其他类似地块的消防工程设计树立典范。
集成智能设计
Integrated smart design
中国尊是国内第一次全程使用建筑信息模拟（BIM）、三维扫描等技术辅助项目管理，涵盖设计、施工到运维阶段生命周期的项目
能够有效交付如此庞大而精密的工程，我们也得益于集成化智能设计工具的开发应用，将参数化建筑信息模拟（BIM）、结构优化程序及可视化工具贯穿于中国尊设计的始终。
© Arup
参数化设计流程
BIM和参数化设计的结合显著提高了设计效率和准确度，让我们能够在短时间内针对变化精确修改。对客户而言，则可以获得更多的方案选择。中国尊结构团队构建的模型数量多达854种，在每项方案比较中都可以快速提供定量或半定量的数据支持，这为项目在初始结构体系及体型优选方面提供了安全又经济的工程解决方案。
项目在初步设计过程中，进行了巨型柱和巨型斜撑的屈曲模态分析、施工模拟、温度分析、节点有限元分析、整体抗震和抗风消能减振和楼板振动舒适度分析、结构材料用量、工程经济性分析、全面的构件抗震性能化分析和承载力校核工作等一系列专项研究。不仅如此，团队在项目设计过程中采用了非线性分析进行相关验证。整体结构也进行了模拟振动台等相关实验分析。
© Arup
不同建筑方案结构性能对比
© Arup
我们进一步开发移动端应用程序ArupReal，将数据处理可视化
集成化智能设计工具的开发和应用极大解放了工程师繁琐、耗时的手动工作。集成化工具也可以连接其他扩展模块，由3D进阶成4D（含施工时间）及5D（含施工造价）等，我们得以进一步拓展更广阔的设计探索、显著缩短设计周期、协助各参与方提升施工便利性，让项目圆满呈现建筑功能的要求。
中国尊不仅拥有极具识别度的建筑之高，更凸显了工程管理和创新技术之高，以领先高震区同类建筑的结构经济指标、消防安全性能实现了设计经济、安全和可持续性的统一，成为今天备受瞩目的首都新标志。
© Wentao
閱讀更多 設計匯DesignHub 的文章
