顧鯤是很不喜歡跟設計師討論具體技術方案的,一來是他相信術業有專攻,二來是一旦討論了,就容易限制住思路的發散性。
項目經理從來都是要暴君的,老子管你能不能實現怎么實現。提需求的人想那么多還立個幾把毛的項呢。
可惜,現實與理想差距過大,讓他不得不破一次例。
在顧鯤一張一弛的詢問下,同濟建院的設計師們,很快在童院長的引導、梳理下,把幾個主要難點,拿來大吐苦水:
“這個項目,您非要蓋800米的話,最大的問題還是地基和主體結構承重的風險。我們不知道地基要打多深、目前也不知道地質的基礎。即使知道了這些,現有的鋼筋混凝土分應力承力結構,恐怕也撐不了那么高,600多米就是極限了,這是行業公認的。”
這番話,外行人不一定聽得懂。稍微用人話翻譯一下,就是強調“現有結構的承重柱體系”,到了一定高度之后,就連自己本身的樓層自重都撐不住了。
舉個例子,目前全世界主要的直筒子摩天大樓,比如芝加哥西爾斯,紐約的世貿雙塔,都是那種結構。
最外圈因為是玻璃幕墻,所以外墻其實是不承重的,就是掛在內側的承重墻上的,用承重墻橫向伸出去的鋼筋桁架把最外圈拖住(可以理解為普通住宅那些伸出去凌空的陽臺,就是用圈梁或者桁架托住的)
但是,因為這些承重墻也是要可通過的,要在承重墻上開門,所以承重墻的厚度有極限,鋼筋的占比也有個極限。
如果為了把樓進一步蓋高、就把鋼混承重墻加厚,加到一定程度就出現邊際效應了。再往厚加,下層承重墻的開口(比如門和通道)承受的應力集中、種種其他雜七雜八的建筑學專業術語上的效應,就會讓加厚變得得不償失。
對于外行看熱鬧的人而言,細節不重要,只要知道“加厚承重”這招是不能無限加的就行。
但這倒也不是沒有辦法解決,比如把承重結構的下層做成徹底閉環封死的狀態,不允許留門,不允許留通道,那就不會在這些薄弱點被壓垮了。不過這樣就會導致某些樓層和區域非常浪費——
一整層的承重墻都是沒有開口沒有門的,承重墻內部的空間不就無法進入無法利用了么?那你還蓋那么高的樓干嘛?直接蓋實心的金字塔好了。
這也是為什么到西爾斯和世貿雙塔為止,前人沒想過去突破這個極限,經濟上太不劃算了,大洋國人又過了剛剛暴發戶富起來的早期階段,犯不著再為了世界第一高樓折騰。
馬來西亞國家石油公司的吉隆坡雙塔,也是那種落后結構,所以他們破世界紀錄的程度才如此局限,只是在尖頂上做做文章。
600米到800米,需要的是徹底推翻現有底層結構的船新方案!
幸好,顧鯤雖然不懂建筑,好歹也在交大海院讀了四年本科,工程基礎還是在的。
更重要的是,他大致了解過后世迪拜塔和滬江中心大廈這些的粗略結構特色。
他只能拿出紙筆來,跟設計師們紙面討論:
“承力結構的事兒,現有世貿雙塔這一類的方案,確實有瓶頸。但是,如果把承力筒做成絕對封閉、沒有開口沒有門沒有通道,那不就回避了你們剛才說的弊端,可以無限加厚來提升承重極限了么。
當然了,承重柱體肯定還是要帶有一定錐度的,這個不用我多說,你們都是行家,肯定知道這些常識。越往下越厚、越往上越薄嘛。”
所謂錐度,就是很多柱體加工的時候,要下面大一些上面小一些。
生活中最簡單的例子就是去看路燈桿電線桿,仔細量一下你就會發現路燈桿都是下面粗的,一般是4度的錐度率,接過市政工程的設計師都懂。(我當年也做過接市政工程的設計師,七八年前了吧,那陣子LED行業市政節能改造這些很火)
這些常識,同濟建院的大牛當然毫無交流障礙。
不過,他們仍然很是驚訝:“這么搞,承重圈以內的空間不就絕對封閉、浪費了么?沒門沒通道的房子怎么用?”
顧鯤下嘴唇壓住上嘴唇,輕蔑地吹了一下額發:“切,你不知道,我蓋這個樓就是搶世界第一的嘛?你跟我講什么實用性、建筑面積利用率?要不是直接蓋個實心金字塔有作弊嫌疑、還沒法供游客觀光,我早特么直接蓋實心的了!
我再說一遍,把你們伺候其他甲方時考慮的指標都燒掉!我這里只有一個最高優先級的指標,世界第一!其他指標,是要在滿足了這個指標之后,才考慮的。”
同濟建院的人很快默不作聲了,他們著實被開了一番腦洞,更關鍵的是,他們入行半輩子,第一次遇到完全不在乎建筑面積利用率的甲方。
所以,他們的很多思路,需要從根子上推倒重來。
這也不能怪他們,畢竟華夏才富了沒幾年,之前國內沒見過這樣變態的需求啊。
乙方的想象力,也是在此之前的其他甲方培養出來的,這是一個相互塑造的過程。
終于,同濟這邊一個看上去30多歲的相對年輕女設計師,奓著膽子舉手:“既然您都這么說了,我覺得我們可以考慮吧閉環承力結構直接縮小成一個空心圓柱筒子,也不要原來那種口字型的四方承重墻了,反正結構內的空間您已經有思想準備浪費掉,我們把這個筒子盡量做小,也能少浪費點。”
顧鯤聽了,微微點頭,不得不承認,在徹底推倒重來另起爐灶的情況下,有時候年輕人反而比經驗豐富的人反應更快。
當然了,這個年輕也是相對的,你首先基本功還得扎實,也就是說你至少得是一個同濟建筑系的博士生、再入行摸爬滾打三五年。
當然你要是清華的建筑系博士,甚至MIT、哈佛、蘇黎世理工的建筑系博士,那就更好了。(清華建筑系大概勉強擠進全球前十,同濟估計勉強前二十。)
可惜,那位年輕女設計師的想法,卻被老派的童院長,非常持重地質疑了:“怎么可以隨便縮小承重砼本身的尺寸!這個尺寸是要跟地基相配合的,而地基的面積是要跟整體建筑的承重、分攤壓強配合的。
在整體樓那么重的情況下,地基的面積只會比以往所有建筑都大。承重筒縮小的話,其與地基的連接部分,就像是一根針扎在一片鐵片上,本身的扭矩風險多大?如果風力大一點,八百米的樓體杠桿扭矩,豈不是直接把地基和承重筒的連接部…”
“誒,童院長,集思廣益嘛,有問題我們就解決問題,新方案風險肯定一大堆,這是一個不破不立的過程,請你稍安勿躁。”
幸好,作為甲方的顧鯤,及時提出了制止,他還順勢在紙上花了幾筆示意:“往年的方案,承重筒圍住的面積,跟地基的面積,確實是比較近似的。不過,承重筒截面明顯遠遠小于地基,也不是不能做。
我這個想法,可能是靈光一閃,你們別介意,就當是提供一種思路。比如說,我們把地基做得也有一些錐度,是慢慢斜著擴張的,用鋼筋鋼板圈住,就像那些七八十米高的風力發電機立柱的地基,這樣最多浪費掉地下幾層的空間,但應該可以把承重筒與地基連接部的扭力分散問題解決掉。”
這套方案,用語言描述外行或許難以看懂。不過到網上搜搜那些風力發電機的地基施工視頻,原理就理解了。抖音上這種各行各業的視頻多得一批。
顧鯤的方案,其實就是把摩天大樓的承重結構,視為一個放大、加固版的風力發電機罷了。
世上還有哪一類建筑物受到的風力杠桿扭矩,會比等比例的風力發電機還大?事實上,后世滬江中心大廈和迪拜塔,在內部承重筒和地基的連接結構上,就是用的這類原理的結構。
“把摩天大樓當成一個桿高800米的風力發電機?”童院長聽得迷瞪狗帶,偏偏他的專業素養告訴他,這個思路是很有戲的。
當然,具體還需要非常紛繁復雜的計算和設計,這里只是一個思想,還遠遠沒法落地。
“交大出人才啊,我們同濟服了。”沉吟半晌之后,童院長慨然長嘆,他還以為顧鯤的這些見解,完全都是交大念海洋工程念出來的。
顧鯤拍拍對方的肩膀:“誒,童院長過謙了,我不過是愚者千慮,偶有一得。正因為我對這個行業原先那些慣例不了解,所以才有天馬行空的想法。真要把技術落地,還是要靠你們這些專業人士,何必妄自菲薄呢。”
童院長沒有再說什么,只是帶著下屬默默估算了一下。
原先很多需要糾結權衡的指標,包括地基本身的處理,在這種新思路下,似乎都有解了。
而且,蘭方地處北緯3度,跟北緯1點5度的李家坡氣候環境類似,基本上是在赤道無風帶上了。
即使現在還沒有精確評估當地氣象數據,樓梯承重、杠桿扭矩,應該都是沒問題的。地基打深一點,那就是世界第一高樓的優良孕育土壤。