“广州塔”技术细节

广州塔的构成：上下粗细不变的混凝土核心筒加上钢结构的外围筒，后者由24根扭转的柱、46个倾斜环梁和起支撑作用的斜撑组成。
海默尔夫妇制作了一个电脑模型，演算环梁的数量，支柱的数量和腰身的尺寸。最后他们发现，把笨重的36根柱子减为24根，“少女”就能拥有完美尺寸。
“大家都希望这个腰很细，最初是设计师希望腰细，业主看到后也希望腰细。但是细到什么程度才能够使塔站起来，这是重要的问题。对于结构来说，到了一定程度，再细就有安全问题了。另外每细一点，用到的钢材费用也要增加。”赵宏说，设计图每缩减1米，就要多加2000到4000吨钢材。于是，塔的腰围一直在变化，很晚才确定下来———塔底的椭圆大小是60×80米，顶部是40.5×54米，最细的腰部是280米的位置，20.88×36米，是用计算机找到的最佳数据。
海默尔夫妇的荷兰IBA事务所才开业5年，默默无闻。他们的设计非常新颖，但单单如此，没有把握中标。他们因此联系了阿姆斯特丹的奥雅纳工程顾问公司(A R U P)寻求合作，奥雅纳是全球著名的工程公司，当时正在进行鸟巢、水立方项目等奥运设施的建设。
双方的联合，是IBA出设计方案，奥雅纳提供具体工程方案，评标过程中，广州市设计院加入合作。荷兰建筑师做到方案阶段，结构和机电工程由奥雅纳从方案阶段做到初步设计，把设计成果给广州市设计院做施工图。三方在每个阶段角色不同。
“一般的塔，都是比较单一对称的形式，下面大一些，上面小一些，比较常见，但是我们完全把塔的概念突破了，它是一个扭转不对称的形式，这个形式是非常独特的，这也是塔在概念上的很大突破。”桌上放着水晶广州塔模型，对着南都记者，赵宏，奥雅纳工程顾问公司深圳分公司的副总工程师，熟练地开始了他五年来无数次演示中的一次。作为一名结构专家，他有20年的工程设计经验，主要参与的项目包括上海静安嘉里和北京央视住楼。这次，他是广州塔项目的工程设计总负责人。
“广州塔”技术细节
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2011年01月26日
设计者海默尔夫妇是在荷兰阿姆斯特丹家中的厨房，完成了第一个塔的模型。他把一些弹性橡皮绳绑在两个椭圆形的木盘之间。“当我开始旋转顶部椭圆的时候，一个复杂的形状出现了！我开始激动起来，从这个简单的想法开始，我们把它发展成一个建筑物。”
“电视塔的审美疲劳已经延续了很长时间。历史上的摩天建筑都很阳刚，棱角分明，简洁沉重，楼层重复，而我们设计的电视塔曲线轻盈，空间和楼层平面的尺度具有多样性，具有阴柔的感觉，简单地说就是性感和复杂兼备。”马克•海默尔把自己的设计定位为“女性化”“有点像是女式礼裙”。
和评审专家的拉锯一直在持续。专家们认为，钢的网格和混凝土的核心筒之间，塔的变形会造成拉力。这个拉力ຫໍສະໝຸດ Baidu柔韧的钢结构来说，是很容易解决的，但混凝土结构可能承受不了。作为对专家们要求的回应，在最容易出现拉力的地方，工程设计者设置了一些钢结构藏在混凝土墙体里。
“很多人都说这么细的腰，对结构来说肯定是不合理的。”赵宏说，在说服专家和自己的过程中，他越来越相信这个结构的优越性：“它的结构就是建筑本身。”不同于一些标志性建筑将结构隐藏，这个塔是把建筑的东西收进去了，特意让结构成为建筑的外在形象。这个结构的优点在于，核心筒满足了塔的多元功能空间的需要，容纳了5个功能区相当于37个楼层，这在其他的电视塔上是难以做到的。
腰围并不能随意剪裁。在“礼裙”的内部，一个混凝土的核心内筒贯穿塔体始终，与网格的柱子共同支撑起整个结构。
“这个腰能细到多少，有几个限制条件，一个塔底的稳定性，另外一个呢，就是中间核心筒的尺寸。因为核心筒的这个尺寸不定下来的话，这个腰做得再细，人上不去也是没有用的。于是我们把这个核心筒，从圆变成椭圆，适应这个围合力。”
当“小蛮腰”方案入围最后三名决选，海默尔夫妇刚刚迎接二女儿的出生。然而，即便是他们有经验的合作伙伴，此时也对这个方案相当怀疑。
“计算机可以形成各种各样的形状，这个形状能不能站立起来，由什么组成，性能是什么样的，这些最初是完全不知道的。”赵宏告诉南都记者，“在概念竞赛的时候认识还是很粗浅的，完全是从建筑的角度给人家看，后来随着塔的结构和建筑之间的互动，一步一步把它每一点怎么实现进行落实，到了方案的后期信心才慢慢建立。”
这个灵光一现的设计，在2004年广州举办新电视观光塔的的竞标中，从14家国际竞标者中脱颖而出。那时候，广州塔具备了现在的基本特征：塔身和天线桅杆总高610米(后因航空要求缩短10米)，用数十根柱子连接的两个椭圆平面，以及腰部扭转的形态。
建筑设计师的诗意，要在珠江边屹立起来，转动城市的风水能量，需要工程技术上的严谨表达。
建筑设计师的诗意，要真正如他描绘的那样，在珠江边屹立起来，转动城市的风水能量，需要工程技术上的严谨表达。赵宏从这里开始，进入这个故事。
腰到底能多细塔的腰围一直在变化，最后确定了一个能够保证结构安全的核心筒大小，在腰部，这个内筒跟外筒之间只有1米到1•5米不等。
阻尼器示意图：两个钟摆式金属球用来缓和天线的摆动，而消防水箱则用来减少塔体振动的加速度。
对细腰结构的安全性质疑贯穿项目评审始终。如此玲珑剔透的一个结构，以前所未有的高度屹立，在台风频繁的华南地区，或者万一发生地震灾害的情况下，能否保证安全？
结构设计了两个重要荷载(外部影响在建筑物表面产生的力)，一个是风的荷载，另一个是地震的荷载。为此，在施工之前，进行了一系列安全性研究，其中主要是抗震和抗风研究。
数部电梯和逃生梯，给排水系统、电力和广播电视系统等各类管线，林林总总的设备，都必须包含在这核心筒的截面中。最后，确定了一个能够保证结构安全的核心筒大小，在腰部，这个内筒跟外筒之间只有1米到1•5米不等的距离。
在方案评审的时候，很多专家都怀疑塔能不能建出来。核心筒，如此细长的主体，专家们认为做到450米高不可能，混凝土不可行，一定要用钢结构来做。“后来我们特意做了方案比较，证实混凝土是可以做出来的。”工程团队认为，钢结构固然坚固，但从防火安全性来说，混凝土更佳；从材料造价来说，也节省较多。对整体的塔的刚度贡献来说，混凝土也比钢有利。“因为她是一个薄壁的椭圆，很多地方都封闭，封闭的结构很难破坏，但是网格状的破坏起来相对容易。”为了让结构更加稳定，每隔40米，外钢构和内筒之间就加装腹构材。