央视新楼的国外概念设计单位、国内结构工程设计单位、工程施工单位、建筑安全审查单位均认可“新大楼加大每平方米的用钢量，技术上可以解决安全问题”，以至“大楼安全绝对没问题”。
设计单位、施工单位、审查单位认定央视新楼“大楼安全绝对没问题”的基本依据
--央视新楼是“世界第一危楼”“第十一次征求意见稿”（一）
世界瞩目的央视新楼已基本竣工，央视两万职工不知何时迁入？
央视新楼的国外概念设计单位（荷兰大都会建筑事务所)、国内结构工程设计单位（上海现代设计(集团)有限公司）、工程施工单位（中建三局钢结构公司）、建筑安全审查单位（建设部全国超限高层建筑审查委员会）均认可“新大楼加大每平方米的用钢量，技术上可以解决安全问题”，以至“大楼安全绝对没问题”。
据《央视国际》2009年02月09日报道：[1]
|
中央电视台新台址建设工程的建筑设计方案，主要由主楼、电视文化中心及附属配套设施组成。
其中主楼按不同业务功能需求分为行政管理区、综合业务区、新闻制播区、播送区、节目制作区等五个区域，另有服务设施及基础设施用房，总建筑面积约为38万平方米。电视文化中心含酒店、电视剧场、录音棚等不同功能设施，总建筑面积约为6万平方米。其它附属配套设施主要为停车设施及警卫楼，总建筑面积约为11万平方米。
专家评委认为这是一个不卑不亢的方案，既有鲜明的个性，又无排他性。作为一个优美、有力的雕塑形象，它既能代表新北京的形象，又可以用建筑的语言表达电视媒体的重要性和文化性。其结构方案新颖、可实施，会推动中国高层建筑的结构体系、结构思想的创造。专家评委认为能实施这一方案，不仅能树立CCTV的标志性形象，也将翻开中国建筑界新的一页。
|
但是，自央视新楼设计方案五年前公布于众以来，中国建筑界有社会责任感的人士围绕央视新楼“14层、56米高，重1.8万吨的悬臂钢结构”安全问题的质疑始终没有终止，只是后来较少报道，甚至不再报道。
“央视新楼”的安全问题的第一个问题是最终选址地质勘探揭示的问题是否全部获得妥善解决，以及提交的地质勘探报告是否将最终选址地质状况客观存在的所有问题全部揭示出来建议了令人满意妥善解决的方案？
到目前为止，公众没有机会见到北京市勘察设计研究院承担提交的央视新楼最终选址地质勘探报告，但是《京华时报》2003年8月15日《央视新大楼好看难建、各难点均有初步解决方案》披露了部分事实：[2]
|
两个巨大的“Z”字交叉缠绕，一片由钢铁与玻璃组成的云，中间是一个巨大的洞。央视新台址———这个类似巨型城市雕塑的设计一出台，就以其新颖、前卫的造型设计立刻吸引了众人关注。但北京市勘察设计研究院近日出示的地质勘察报告显示，央视新楼新颖的结构对地基施工和结构施工都带来了很大难度。目前各难点均已找到初步解决方案，正待敲定最终实施方案。
一难 土
压力不平衡可致地陷
就像跷跷板两边分别放坦克和书桌
“好看难建”。北京市勘察设计研究院的国家级勘察大师张在明用了这四个字简单概括了央视新址的工程特点。
具体负责央视新址勘察的耿一然工程师介绍说，央视新楼的怪异形状导致了对地基压力的极端不平衡。“两座巨型塔楼和旁边的低矮建筑位于同一个地基之上，这就像把一辆坦克和一张书桌放在跷跷板的两边”。
据测算，央视新楼的地基将承受三种截然不同的压力：两座塔楼的地上层数分别为51层和45层，高约230米。由于塔楼主体并不是垂直于地面的，而是呈84度斜角向天空延伸，其压力相当于约300米高楼的压力，超过200吨／平方米；地上建筑为9层的裙楼，下压力较为正常，大约是40吨／平方米；而主塔楼的旁边是地上1层、地下3层的低矮建筑，这部分地基的压力仅有15吨／平方米，甚至还没有挖掉的土的压力大。
耿一然介绍，在同一个地基上的三种压力竟然相差十多倍，这在北京的建筑史上是非常罕见的。塔楼的压力足以使地基下陷超过一米，如解决不好，可致使建筑物出现结构变形、管线爆裂、玻璃幕墙脱落等问题。
二难 水
反弹力可致地基上浮
地基就像漂起来的空盒子
危险性不止在于土，地基压力极小的低矮建筑部分还要受到地下水的严重影响。
耿一然介绍说，由于低矮建筑部分压力过小，在地下水反弹力的影响下，地基肯定要上浮；另一方面，目前央视工程的地下水位在地下15米左右，但其历史最高水位曾达到地下3米。“如果地下水位上升，低矮建筑就会像‘空盒子’在水里漂起来。”
三难 悬梁
百米空中建楼罕见
就像半空出现海市蜃楼
塔楼在百米左右的空中将通过一折成直角的悬挑部分相连接，而这一悬挑部分实际就是一座约10层楼的建筑体。这个建筑体下方没有任何依托，就好像半空中出现的海市蜃楼，其空间难题可想而知。
解决方案一 底板
就像雪地上放木板，人站上面不下陷
针对塔楼压力，专家们的解决方案围绕减压而展开。目前已经决定在塔楼下面加铺一个长宽各120米、高8米的钢筋混凝土底板，这样就可以将压力减小到110吨／平方米。耿一然说：“这就好像在雪地里放一块大木板，人站上去就不会陷进去。”
解决方案二 桩柱
就像钉子钉入木头，既防下陷又防外拔
在加铺底板的同时，专家们研究出另一个方案———打桩，将若干混凝土柱子插入地基下面一定深度。它一方面可将地下土层“挤”得更密实，增强抗压能力；另一方面可与周围土层产生强大的摩擦力，就像钉子钉入木头一样，再往下压就会很困难。耿一然介绍说：“普通桩柱已经不能满足要求，将采用一种直径达1米、长达50米的桩柱，这么深的桩柱在北京的建筑中将是首次使用。”
在地基压力小的地方，也将采用打桩的办法。与前者不同的是，桩柱在这里的作用是“抗浮”，耿一然同样用了“钉子”来打比方：“当把钉子钉进木板后，要想把它往外拔也不是件容易的事情。”
|
北京市勘察设计研究院具体负责央视新址勘察的耿一然工程师2003年8月15日向媒体公布上述问题后，2004年1月1日“确定央视大楼设计方案”后，央视新楼工程设计与结构计算、施工如期进行的事实表明，工程设计、模拟地震振动台试验、建筑安全审查、建筑项目审核等环节一路“绿灯”，表明这些单位，包括上海现代设计（集团）有限公司（工程设计单位）、中建三局钢结构公司（工程施工与结构计算机模拟计算单位）、建设部全国超限高层建筑审查委员会（建筑安全审查单位）、中国建筑科学研究院工程抗震研究所（承担央视新楼主楼模拟地震振动台试验）、北京市建委（建筑项目审核单位）确认同意北京市勘察设计研究院承担的央视新址勘察报告提出来的所有安全相关问题都获得了令人满意的妥善解决，“安全绝对没有问题”，否则如何通过？
同时，上述事实证明北京市勘察设计研究院也同意后来的工程设计与结构计算报告、施工方案报告、模拟地震振动台试验报告、建筑安全审查报告，认为后来这些环节对北京市勘察设计研究院承担的央视新址勘察报告提出来的所有安全相关问题都获得了令人满意的妥善解决，“安全绝对没有问题”，否则北京市勘察设计研究院为何从2003年8月15日以后对这些问题从来没有提出过任何异议？除非……。
2004年9月《经济观察报》披露：[3]
|
自从今年1月1日确定央视新大楼设计方案后，就有抗震专家提出许多意见，并且指出如果要提高抗震水平，造价就可能会翻倍。
北京市建筑设计研究院总建筑师马国馨说：‘央视新大楼的结构要按9度的标准，很难。如果不考虑成本的话，当然也可以。’
清华大学建筑学院吴良镛教授一直对这个项目持保留态度。他说：“央视新大楼的结构当然很奇特，但也带来很高的造价，肯定会超出预算。关键在于有没有特别的必要花这么多钱保留这么一个结构。
|
2004年9月《新京报》报道：[4]
|
此前，央视新大楼以其“侧面S正面O”的匪夷所思的造型引起了众多争议，工程的安全性也曾被质疑。对此，昨日，央视大楼的设计者、建设部全国超限高层建筑审查委员会和地基勘察单位三方的消息均表示，工程的安全难题已基本得到解决。
 ……央视新址从选址到建设中经历了多次波折，也引发了很多争议，其中最大的一个质疑就是对这座“外型特异”的建筑安全性的担忧。
荷兰大都会建筑事务所设计师莎瑞在中国建筑艺术双年展上的一次演讲中透露，建成后，央视新大楼每天将有超过1万名员工在其中工作，可以容纳下250个左右的频道。
新大楼加大每平方米的用钢量，技术上可以解决安全问题
在建筑艺术双年展的演讲中，莎瑞说，“央视新大楼虽然看上去很复杂，但实际上比结构简单的建筑更加稳定。”她介绍，央视新大楼的结构是由许多不规则菱形金属框架构成的。经过精密计算的框架结构成为给建筑调节受力的工具，受力大的部位，将用较多的网纹构成很多小块菱形以分解受力；受力小的部位就刚好相反，用较少的网纹构成大块的菱形。
记者昨天从设计方、地基勘察单位和建设部全国超限高层建筑审查委员会三个方面获悉，该工程的安全难点已基本有了解决方案。
对此，参与了央视安全性论证的建设部全国超限高层建筑审查委员会一位专家介绍，该委员会已经通过对央视工程安全的论证，该项目设计达到了抗地震烈度8度的标准。他介绍，虽然该设计本身存在极大的挑战，但如果有足够的投资，加大每平方米的用钢量的话，技术上是可以做到对安全性的保证的。
|
|
挑战结构和重力
2002年，当荷兰大都会建筑师事务所库哈斯公布央视新大楼的建筑设计方案时，人们简直不敢相信建筑可以做成这样。即使到了今天，这座挑战想象力的建筑已经 “扭曲”着屹立在北京东三环，人们依然惊奇，它是如何建成的。 “谁说结构是不能重新设计的？谁说重力是不可战胜的？”事实上，在上世纪末之前，库哈斯的奇思妙想，在技术上还是不可能完成的。而在现实设计与施工中，又化为了一道道不断需要逾越的坎。 2008年1月23日，高度达234米的央视新大楼全面开始安装玻璃幕墙，其电视文化中心(TVCC)将在8月奥运会期间投入使用，并进行奥运赛事直播。他们做了一个9米高的结构模型，按照最不利的荷载因素组合起来，放在一个能模拟地震的液压平台上，上面安装了数百个传感器，用来监控塔楼上1万多根构件的位移，并测量在不同情况下哪个部位承受的压力最大。“震到9度也没有震坏，确定是安全的。” 这座全新的建筑，在北京的天空下，显得格外的“扎眼”。 两座竖立的塔楼双向倾斜6度，在162米高处被14层高的悬臂结构连接起来，两段悬臂分别外伸67和75米，且没有任何支撑，在空中合龙为L形空间网状结构，总体形成一个闭合的环。
人们通常认为摩天大楼应该高耸入云，因此这样一种回旋式结构在建筑界并没有现成的施工规范可循。
“从技术角度看，这个建筑最大的难度就是倾斜加悬挑。”中国工程设计大师、华东建筑设计研究总工程师汪大绥说。高层建筑结构设计方面最难的是3个问题：倾斜、悬挑、扭转，央视新大楼占了2项。汪大绥和他的团队负责央视新大楼的结构设计。
尤其是，央视大楼倾斜的方向和悬挑的方向是一致的，就更给人一种视觉上的“摇摇欲坠”感。
由于北京位于地震带上，这个貌似不稳定的建筑，是否能经受地震和大风的袭击，一直是人们议论的话题。施工前一些专家团队曾对央视新大楼进行评估，认为其结构不太合理，如果一定要造，代价会很大。
“一个建筑方案的取舍，结构不一定是一个决定性因素，如果希望建筑成为一个标志的话，结构就会退居第二。”汪大绥说。
在这种情况下，央视新大楼既要保证安全性，又要体现经济性，就给结构设计带来了很多需要研究的问题。
对于高层建筑来说，抗震、抗风的最关键因素就是倾覆力矩，就是水平作用力与建筑高度的乘积。
另外，建筑在地震作用下抗震性能的好坏，取决于建筑本身的延性，也就是建筑是否能在地震往复位移中快速地消耗地震的能量。“因此我们希望柱子有很好的耗能机制。”
央视新大楼的柱子采用的是型钢组合柱，是由混凝土和钢两种材料组成的。出于抗震的要求，所使用的钢材必须要有很好的延性，可以发生很大的变形，但在变形耗能的过程中又不至于发生损坏。
据介绍，一般建筑使用的型钢组合柱中钢的比例在10%~15％，但是央视新大楼出于对外形的考虑，希望柱子的尺寸小一点，因此提高了含钢率，达到了30％。“含钢量如此高的柱子，它的力学特性怎样，之前不知道。”汪大绥说。
汪大绥解释说，测试含钢量30％的柱子延性，属于构件基本力学行为的试验，必须把含钢量从低到高，一点点做上去，做的时候还需要力的不同比例。要进行大量的试验，来验证高含钢率组合柱的受力性能。
经过测试，30%高含钢率组合柱在大震作用下，延性和钢柱基本相近，具有很好的抗震性能。“虽然高含钢率组合柱是在央视新大楼特定条件下的产物，以后也没有必要推广，但重要的是我们摸到了高含钢率柱子的特性。”汪大绥说。
另外，一般建筑的柱子只是在地震发生往复运动时局部受拉或瞬间受拉。而央视新大楼塔楼由于倾斜，有些柱子是永久性受拉。为了使永久性受拉柱坚固可靠，经受得住地震和大风的侵袭，设计还采用了高强度的锚栓，把柱子牢牢地锚固在底板里。
“这是大楼唯一采用进口钢材的地方，锚栓受拉承载力达到每平方厘米1万公斤，一般建筑的使用也就是4000~5000公斤。这种做法在房屋建筑中也很少用到。”
为了确保安全，汪大绥告诉记者，他们做了一个9米高的结构模型，按照最不利的荷载因素组合起来，放在一个能模拟地震的液压平台上，上面安装了数百个传感器，用来监控塔楼上1万多根构件的位移，并测量在不同情况下哪个部位承受的压力最大。“震到9度也没有震坏，确定是安全的。”
|
《北京晚报》报道：访谈：“大楼安全绝对没问题”[6]
|
专访央视新楼结构设计师、华东建筑设计研究院（注：现上海现代设计(集团)有限公司）高级工程师姜文伟今日关注:央视新楼的设计和其他建筑相比有什么不同？……
今日关注:悬臂是悬空在半空中，是否存在安全问题？
姜文伟：到目前为止，一切都在掌控之中。大楼的钢架结构非常坚固。在设计时是按着8度抗震的标准建设的，做到小震不坏，大震不倒。12级以下的风不会对大楼产生任何影响。另外，悬臂的荷载重量是每平方米500公斤，总共可承受5.1万吨的重量。虽然这个建筑引起一些争议，但是大楼的安全绝对没问题。
|
“斜塔悬角”结构的央视新楼是否“安全绝对没问题”，必须从不同角度进行多学科深入研究，做出真实科学合理的结论！
参考文献：
[1] 央视国际,中央电视台新址北配楼资料,2009年02月09日
[2] 京华时报：央视新大楼好看难建各难点均有初步解决方案
[3] 《经济观察报》2004年9月20日《四次动工搁浅央视新大楼动工在即造价翻倍？》
[4] 《新京报》2004年9月23日《央视新楼22日奠基通过安全审查可抗8级地震》
[6] 《北京晚报》2007年12月28日《央视新楼合“臂”：“大楼安全绝对没问题”》