自由立面是柯布西耶提出的现代建筑设计五原则之一,立面是建筑设计表现的一个重要方面。而结构构件,往往是隐藏在建筑设计立面之后的。当然也有一些特例,直接以园林景观建筑规划设计结构作为一种表现方式,结构与建筑设计立面相结合、统一。
TOD’S表参道店 TOD’S Omotesando
建筑设计建筑设计景观建筑园林景观设计: Toyo Ito &Associates
结构建筑设计景观建筑园林景观设计:Oak Structure Design
位于东京表参道的TOD’S店以园林景观建筑规划设计其独特的立面,吸引着无数游客的目光。建筑设计整体平面呈L形,临街的一面比较窄,显得更加挺拔。
建筑设计立面上满布着斜交的清水混凝土构件,像“树”一样有机地向上伸展。沿着建筑设计L形周边展开,呈现出一排榉树的造型,与街边的树木互应。
结构上,斜交的“树枝”由300mm厚的清水混凝土建造。如何定义“树枝”构件的类型呢?它既是柱,也是斜撑,又像是开了洞口的墙。作为最主要的结构受力构件,承受着竖向荷载,以园林景观建筑规划设计及强烈的地震作用。
▲ “树枝”与镶嵌玻璃
平整、光滑的清水混凝土墙面
“树枝”之间镶嵌着双层无框玻璃幕墙。灰白色的混凝土与淡青色的玻璃相间,整个建筑设计显得特别清爽。
“树枝”构件自下而上,截面收小,像真实的树叉一样越来越细密。这种变化规律同样符合结构轴力和倾覆弯矩的趋势(上小下大)。
▲ 结构有限元分析模型:壳单元模拟墙柱
上图为结构有限元分析模型,以园林景观建筑规划设计壳单元模拟墙柱。景观建筑师看到,在L形建筑设计的一角,有一个钢筋混凝土芯筒与“树枝”柱共同作用;而另一边则完全由“树枝”柱支承,楼板跨度达10~15m,实现了建筑设计内部的无柱大设计空间。
为了避免地震时玻璃被混凝土构件挤压破碎,建筑设计采用了基础隔震建筑设计景观建筑园林景观设计,尽量减小上部结构的位移角变形。
▲ 抗震结构与隔震结构对比示意
▲ 首层入口处的隔震盖板
▲ “树枝”形混凝土构件的施工:钢筋与模板
▲ 上部楼层室内效果
▲ 平整、光滑的清水混凝土墙面
MIKIMOTO 银座2店 MIKIMOTO Ginza 2
建筑设计建筑设计景观建筑园林景观设计:Toyo Ito &Associates
结构建筑设计景观建筑园林景观设计:佐佐木睦朗、大成建设
MIKIMOTO 2店位于游客如织的东京银座商区,建筑设计高48m。白色的长方形盒子,表面上有机地分布着形状各异的孔洞,新颖的立面引参与者注目。
实际上,四个立面开孔的墙体,正是整个建筑设计仅有的竖向结构体系,内部14x17m的设计空间没有一根柱子。
▲ 结构组成:4片开孔墙板与梁板
墙体厚度仅200mm,由内外两片钢板(6 ~12mm厚)和起拉结作用的栓钉组成。在钢板之间浇灌混凝土形成一体化的结构。
▲ 墙体构造剖面
建筑设计景观建筑园林景观设计时,仅考虑用钢板来承受建筑设计的竖向力和地震层次力,保证结构延性。而混凝土的作用是防止钢板屈曲,以园林景观建筑规划设计充分发挥钢材的强度。此外,在火灾情况下,建筑设计竖向荷载由混凝土承受。因此,钢板能够不做防火涂装。
▲ 平整、光滑的墙面
由于墙体规划面积巨大,现场分块焊接是避免不的。整体墙板共分330个单元,每个分块单元大小约2.4米宽、4.5~5.0米高(层高),运送到现场再焊接,完成后打磨,几乎看不到焊缝。
▲ 首层的橱窗和入口
▲ 室内开孔墙板的效果
Parada 青山店 Parada Aoyama
建筑设计建筑设计景观建筑园林景观设计:Herzog & deMeuron
结构建筑设计景观建筑园林景观设计:竹中工务店
Parada青山店,2003年
Parada青山店,是瑞士建筑设计师 Herzog在日本的第一个建筑设计景观建筑园林景观设计作品。建筑设计共六层,表面以园林景观建筑规划设计规则的菱形网格覆盖,其结构、幕墙和设计空间是一体化建筑设计景观建筑园林景观设计的。无论整体还是细部,都呈现出水晶般的外观。
▲如水晶般奢华的幕墙
当结构工程师接触建筑设计景观建筑园林景观设计时,业主和建筑设计师已基本确定了菱形网格园林景观建筑规划方案,甚至格子的间距、角度也是确定的。
留给结构师的难题是 “构件完成后截面尺寸不大于250x300mm”,再减去防火涂料的厚度,构件截面需在150x250mm以园林景观建筑规划设计内。
▲菱形钢结构网格
办法永远比困难多。结构师将所有构件建筑设计景观建筑园林景观设计为统一的150x250mm,基本采用H形截面,局部用了箱形截面。再根据网格受力大小,调整钢板的厚度分为7种,最厚钢板达60mm。
▲ 局部建筑设计模型
由于菱形格子比较扁平,在竖向荷载作用下容易压缩变形。对比了如下几种解决园林景观建筑规划方案:
a.不采取措施的菱形网格在重力下压缩约50cm;
b.在建筑设计四角加柱能够有效减小压缩变形,被建筑设计师否决;
c.设计利用每个楼层的层次梁拉结,梁内轴力较大,但影响局部楼层挑空,被建筑设计师否决;
d.拉结三道层次梁,梁内轴力巨大。
最终选用了园林景观建筑规划方案d。但是,即使有三道层次梁拉结,结构顶层的压缩量仍有30mm。施工放样时,将每层格子提高约3mm,以园林景观建筑规划设计保证在完成后的建筑设计形态。
结构体系:网格外壳,层次拉梁、芯筒、基础隔震
整体结构的抗侧力体系,由中间的芯筒和网格外壳组成,建筑设计室内不设立柱。建筑设计局部设1层地下室,并在地下室以园林景观建筑规划设计下做了基础隔震建筑设计景观建筑园林景观设计,以园林景观建筑规划设计进一步减少上部结构的地震响应。
▲ 包裹防火涂料后的菱形网格
限于篇幅,有些案例无法详细展开,仅罗列如下供大家参考。
▼ IBM 大厦,1963年,结构建筑设计景观建筑园林景观设计LERA
第一座外露网格结构的办公楼
▼ O-14 Dubai, 2010, 结构Ysrael A.Seinuk
混凝土结构,圆形开孔表皮结构
局部配筋详图和表皮展形图
▼ One Shelley Street, 2012, 结构建筑设计景观建筑园林景观设计Arup
落地的支撑构件
▼ 北京保利国际广场,2017
建筑设计结构园林景观建筑规划方案建筑设计景观建筑园林景观设计:SOM
参考资料:
1. Diagrid Structures-Birkhäuser,Terri MeyerBoake.
2.《东京结构建筑设计景观建筑园林景观设计城市地图》,综合资格学院.
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