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世界著名结构大师谈以直线做曲线的经典案例

发布于：2015-04-24 13:27:24 来自：建筑结构/混凝土结构 [复制转发]

马歇尔.斯特拉巴拉

2Define Architecture 创始合伙人，上海中心设计总监

代表作品：迪拜塔、香港国际会展中心、伦敦金丝雀码头、上海中心、休斯敦芭蕾艺术中心、汉斯大厦、南京绿地紫峰大厦等

以直线做曲线，意为用简洁的方式创造优美的形式。2Define Architecture 事务所自成立以来的三年多时间里，设计了一系列超高层建筑和会展中心项目，这些项目听起来都比较炫，但其实我们的每一个设计都切实从功效出发

香港国际会展中心的被动创作

首先从 Marshall 先生在 SOM 事务所 1992~1993 年主持设计的香港国际会展中心新馆的屋盖结构说起。会展中心建在一个人工岛上，但设计的时候人工岛还不存在，我们用六个月的时间做出了基本方案

就屋盖部分，甲方希望不要像香港随处可见的方盒子建筑形体一样，而是希望采用圆形曲线设计出非常飘逸的轻型结构，像人们在悉尼湾看到的悉尼歌剧院一样。回想二十年以前，我们的绘图软件还非常粗陋，没有Rhino 或 Grasshopper，除了初级版的 CAD，都是画的墨线图。整个竞赛，我们以一个完全手工做的 10cm 大小的模型取胜，之后的所有设计就从这个小小的模型开始。会展中心巨大的屋盖表面积达 42 000m2，由 5 个不同寻常的形体组成，即类似 5个花瓣的形状来覆盖 3 层的展厅，像紫荆花花蕾含苞待放。当时甲方就问我们如何实施这个形式，我们的想法是在上面做桁架，且桁架间隔 9m 或 13m；后来经结构师证明这个主体结构非常简单，可以很容易实现

屋盖主体跨度为 81m×81m，其简单模型是由报纸卷起来后在圆筒上切边粘起来形成，我们以 81m 的桁架作为整体结构和形式变化的原型，因为一个简单的桁架可能是最经济和容易的方法。但是怎样对这个简单的结构进行变化，以达到甲方的要求？我们对屋顶桁架结构的模数进行变化，即每 13.5m 变化一次，因为按照大致的规律对于跨度为 81m 的桁架，局部有8~11m 的变化是没有问题的，也可以局部加高或者降低一些。

当我们将屋盖的桁架结构设计完成后开始招标，承包商以桁架变化多、工程难度大而把屋盖价格翻了一倍。于是我们的结构师就把做模型的过程示意给承包商看，他们一看就明白，其实就是一个拱壳结构，虽然看上去有些没有规律，但其实就是在极端有规律的模数下用切线切出来的，所以造价几乎下降了一3半。但这之后又有一个波折出在屋盖的两翼部分，也是拱壳结构的变体，只是形状略有变化，且在空间定位时旋转 32°和上翘 17°。虽然其间经历了一些波折，但最终整个工程在六个月之内建造出来。所以我们说整个工程是在建筑师、结构师、承包商之间不断互动下完成的，是一种被动创新的过程。

小插曲
我们曾设计过苏州某区政府办公大楼，希望在南向中庭部分以一个独特的连桥连接，但其形式总是不理想。我们和结构师一直寻找解决连
桥的方案，甚至连一起吃饭的时候都在讨论，很巧的是就在某天吃饭时，结构师突发奇想在餐巾纸上画下了理想中的设计草图，实现了既轻盈、
美观又省料的做法。在设计中，不存在结构师束缚建筑师的问题，而是双方互相合作，互相促进，共同使设计最优化的过程。

迪拜塔

关于迪拜塔的故事，可以说一本书甚至十本书都讲不完。但我想讲两点，第一是为什么建迪拜塔？第二是决定迪拜塔设计重要的力传导因素是什么？迪拜塔建在面向海边的一片沙漠荒野上，这里正是迪拜地价最高的地方。业主准备在远离海边的地上创造世界上最高的住宅建筑作为地标，然后通过开发周边地块的商业与住宅平衡，再赚回迪拜塔的投资费用，事实也证明了这个商业运作是非常成功的。

对于建筑师来说，有机会亲自设计迪拜塔里大到外表皮小到门把手的所有东西，是非常幸运的。对超高层的经验，最早来自于在韩国首尔的 Tower Palace Three 项目，其结构形式由结构工程师 Ahmad k.Abdelrazaq 提出。在迪拜塔设计时，同样是一个上面很细、下面很宽的超高层建筑，其高宽比已经达到 1：7 左右，那么如何减小侧向风力和重力，成为我们攻克的主要难关。在不断进行的风洞试验中，同样是一位结构工程师提出一个类似三角架的结构，中间为钢筒结构，三个翼为布置规律且经济的剪力墙结构，并在结构上升过程中有规律地退进，从而形成阳台，使建筑随着高度的上升持续收分。看似不对称，但却极大地减小了侧向风力，同时又不失美观。可以说 3 年多的迪拜塔设计，为之后的超高层设计积累了丰富的经验。