學術前沿 | 走訪中國建築科學研究院有限公司建築設計院

2024-04-28 17:02
建築結構學報

中國建築科學研究院有限公司建築設計院，具有建築行業（建築工程）設計甲級、城鄉規劃甲級、風景園林工程設計專項甲級、工程諮詢單位甲級資信、建築專業資信甲級、房屋建築工程監理甲級等資質，開展建築工程綜合設計、城鄉規劃以及設計諮詢等業務，是國內甲級設計院中第一批通過ISO 9001質量管理體系認證的單位。

建築設計院藉助公司整體技術實力和人才優勢，聚焦建築設計主業，鞏固傳統優勢領域，壯大特色專項領域，培育新興領域，深度服務雄安新區、珠港澳大灣區、海南自貿港和國家重大工程的建設，承擔了中國銀行總部大廈、中華世紀壇、中國國家博物館改擴建工程、中國工藝美術館、國家會展中心（天津）、杭州大會展、雄安超算中心、海口市國際免稅城、日本大阪世博會中國館等一批標誌性建築的設計工作。

2024年4月23日下午，《建築結構學報》編輯部一行3人走訪了中國建築科學研究院有限公司建築設計院。建築設計院院長、總工程師孫建超代表建築設計院對編輯部一行的到訪表示熱烈歡迎，介紹了建築設計院的發展歷程和業務重點及特色，希望未來與學報進一步廣泛交流和合作。建築設計院副院長賴裕強、技術研究中心主任李建輝以及設計院有關結構負責人代表王楊、高傑、趙彥革、趙建國、方偉參與了本次交流活動。

交流現場

一

文博類建築結構設計研究與實踐

建築設計院近30年來在文博類建築設計方面積累了豐富的經驗，打造了一系列具有較大影響力的文化地標，包括中國國家博物館改擴建工程、中華世紀壇、中國工藝美術館·非物質文化遺產館、黃河國家博物館、中央美術學院美術館、珠海博物館和規劃展覽館、酒泉市博物館、中國紫檀博物館橫琴分館、寧夏長城非物質文化遺產展覽館、清華大學藝術博物館、日本大阪世博會中國館等。

中國國家博物館改擴建工程

中華世紀壇

中國工藝美術館·非物質文化遺產館

黃河國家博物館

中央美術學院美術館

珠海博物館和城市規劃展覽館

清華大學藝術博物館

日本大阪世博會中國館

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面對文博類建築中空間使用上的靈活性、開放性特點，針對性地採用“多筒體-大跨鋼桁架”的結構形式，爲博物館展廳提供了完整、廣闊的展示空間。根據筒體間距大、抗震性能目標高、延性需求大的特點，率先研究了鋼板-混凝土組合剪力牆的受剪、壓彎性能，總結了相應的設計要點應用於多個重點工程之中。對大跨度鋼桁架與核心筒側面連接以及頂面連接的特點和受力形式進行了較爲系統的研究，形成了兩種連接節點的系列設計方法。

鋼板-混凝土組合剪力牆

連接節點

二

城市綜合體結構探索與實踐

城市綜合體作爲現代城市集約發展的主流開發模式，以建築羣爲基礎，集聚城市全部功能，形成商業、辦公、酒店、餐飲、住宅等多種功能爲一體的“城中之城”。由於其超大的空間尺度、地標式建築、立體交通系統、多層次景觀園林等特徵，給結構設計帶來了挑戰。建築設計院近年來陸續完成了幾十項城市綜合體項目，包括深圳地鐵前海綜合交通樞紐上蓋項目、東莞華潤置地中心、成都來福士廣場、武漢泰康金融中心、合肥新地中心、京東集團西南基地、西安榮民高新壹號、華潤未來城、保利未來城等。

深圳地鐵前海綜合交通樞紐上蓋項目

東莞華潤置地中心

成都來福士廣場

武漢泰康金融中心

合肥新地中心

京東集團西南基地

西安榮民高新壹號

華潤未來城

保利未來城

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在抗震超限與複雜結構關鍵技術方面，超限與複雜結構具有超高、不規則等特點，還存在有大底盤、多塔、複雜連接、柱網轉換等諸多結構難題。結構團隊以抗震性能化設計思想爲引導，強調結構體系的創新探索和深入研究，在性能目標的靈活適度、動力彈塑性分析、複雜節點有限元研究等方面取得創新性成果。

鋼框架+鋼筋混凝土核心筒混合結構體系

三塔連體結構

在軌道交通站點與上蓋結構的設計與施工方面，城市綜合體基本上都與城市軌道交通站點相連，以實現交通出行的暢達。與車輛段或非站點路段不同，站點上蓋建築最明顯的特徵是建設時間計劃上的相互交錯，因此技術方案需要具有超前預判和高適應性，同時多條線路的車致振動影響也較爲複雜。結構團隊在管理模式上打破資質與管理界限的不同，做到互通有無、協同考慮，在技術方案上做到計劃先行、風險可控。

在超大地下空間設計與施工方面，綜合體建築最大的特點是建築規模大、建設週期長，地下空間尺度達數百米，上部荷載分佈差異大。結構團隊在地基基礎沉降控制、分期施工方案等方面進行了深入探討，形成了系統的工作方法，實現了結構體系對開發的適應性、差異沉降控制、施工便捷可靠、綜合效益優勢等目標。

三

大跨度空間結構設計創新與實踐

建築設計院在會展建築領域進行了長期的探索和實踐，基於會展建築目前存在的“孤島”現狀、大跨度複雜體型、多工況多專業融合、高施工精度要求等特點，對此類建築的設計理念，結構屋蓋型式及設計方法，消防、低碳、智慧等專項設計方法和施工技術進行了系統深入的研究，形成了大型會展建築全過程、全專業的成套技術，併成功應用於國家會展中心（天津）、中國·紅島國際會議展覽中心、杭州大會展中心、長春東北亞國際博覽中心等爲代表的會展建築，對推動我國會展建築領域的技術進步具有重要作用。

天津國家會展中心

杭州大會展中心

東北亞國際博覽中心

中國·紅島國際會議展覽中心

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建築設計結構團隊結合會展項目特徵，創新性地提出和使用了空間傘柱異型框架、柔性斜腹杆四弦空間桁架、樹狀柱空間桁架、帶托架轉換的三角形空間桁架、折線型三角桁架、四弦拱形多層次空間桁架等多種結構型式，完美地契合了建築要求，解決了結構技術問題。

空間傘柱異型框架

柔性斜腹杆四弦空間桁架

在一些專項方面也進行了研究和探索，諸如大跨度結構規則性指標計算方法、複雜約束條件下異形變截面鋼柱穩定性分析方法、薄壁多腔異形截面分析設計方法、大跨度空間結構關鍵節點設計與創新、複雜空間結構參數化建模、行波效應研究與設計應用等，爲類似項目的實施夯實了技術基礎。

複雜約束條件下異形變截面鋼柱穩定性分析

四

城市更新與加固改造的設計與創新

近年來，建築設計院在城市更新改造領域承擔了中坤廣場、安貞華聯商業服務中心改造、北人亦創國際會展中心、金源燕莎MALL、西單更新場、清河萬象匯、大都會NAVA、燕莎凱賓斯基飯店、城鄉購物中心、大同國貿大廈等項目。

北京市重點既有建築改造實踐

中坤廣場

安貞華聯商業服務中心改造

北人亦創國際會展中心

金源燕莎MALL

清河萬象匯

燕莎凱賓斯基飯店

結構改造加固過程中，遵循“最小加固原則”，即儘量利用原有結構，控制最小加固範圍，避免不必要的更換及拆除。採用先整體後局部的順序，協調結構與構件、整體與局部之間的關係。將傳統加固方法與新型技術手段相結合，通過改變結構體系、採用消能減震等技術，滿足結構整體指標和構件設計要求。

結構加固改造設計思路

研發了系列消能減震產品，該產品具有體積小、佈置靈活、承載力高、耗能能力強等技術特點，形成了消能減震產品與技術整體設計方法，編制了T/CECS 547—2018《建築消能減震加固技術規程》，解決了採用消能減震加固設計的規範依據、控制指標和性能化加固設計方法的難題。

系列消能減震產品

對於局部改造，系統提出了連體關鍵部位設計要點及相應處理方法，給出了弱連接連體結構支座位移限值有效控制方法及解決方案。同時，形成了“結構微介入”成套技術。

五

設計諮詢實踐及研究

建築設計院推行“諮詢與設計並舉”，在開展建築設計工作的同時，也探索和實踐設計諮詢業務，實現設計與諮詢業務相互融合、相互促進、相互提升，推動設計業務高質量發展。

建築設計院承擔了一系列優質諮詢項目。例如：機場類項目，上海浦東國際機場四期擴建工程結構設計諮詢工作；超高層類項目，深圳華富村改造項目T1辦公塔樓（高度358 m）結構顧問工作；綜合體項目，雄安國貿中心（建築面積106萬平方米）設計優化諮詢項目；TOD項目，張家灣車輛段蓋上項目綠色和裝配式建築諮詢工作；學校項目，北京十一未來城學校項目結構設計諮詢工作；住宅項目，昌平區北七家鎮平坊村定向安置房項目結構設計諮詢等。

濟南遙牆國際機場二期改擴建工程

深圳華富村改造項目T1辦公塔樓

雄安國貿中心項目

張家灣車輛段蓋上項目

北京十一未來城學校項目

昌平區北七家鎮平坊村定向安置房項目

開展了結構方案比選-初始超限審查-施工圖深化設計等工作，確保結構設計安全、經濟和適用；針對TOD項目，形成了隔震、超長結構溫度應力分析等專項技術；對於複雜結構構件，形成了屈曲模態分析、舒適度分析等專項技術並指導施工圖繪製。同時，在裝配式技術諮詢、綠色諮詢及低碳等方面開展深入研究工作，主編或參編《裝配式建築綠色建造評價標準》《裝配式建築超低能耗技術標準》《綠色建築評價標準》等標準20餘部。