台北101大楼
台湾位于地震带上,在台北盆地的范围内,又有三条小断层,为了兴建台北101,这个建筑的设计必定要能防止强震的破坏。且台湾每年夏天都会受到太平洋上形成的台风影响,防震和防风是台北101两大建筑所需克服的问题。为了评估地震对台北101所产生的影响,地质学家陈斗生开始探查工地预定地附近的地质结构,探钻4号发现距台北101 200米左右有一处10米厚的断层。依据这些资料,台湾省地震工程研究中心建立了大小不同的模型,来仿真地震发生时,大楼可能发生的情形。为了增加大楼的弹性来避免强震所带来的破坏,台北101的中心是由一个外围8根钢筋的巨柱所组成。
但是良好的弹性,却也让大楼面临微风冲击,即有摇晃的问题。抵销风力所产生的摇晃主要设计是阻尼器,而大楼外形的锯齿状,经由风洞测试,能减少30-40%风所产生的摇晃。
台北101打地基的工程总共进行了15个月,挖出70万吨土,基桩由382根钢筋混凝土构成。中心的巨柱为双管结构,钢外管,钢加混凝土内管,巨柱焊接花了约两年的时间完成。台北101所使用的钢至少有5种,依不同部位所设计,特别调制的混凝土,比一般混疑土强度强60%
纽约世贸中心:
高度
双子大楼110层,高约415米(另有411米、417米的说法),在1973年举行落成仪式时是世界最高的建筑(之后两年即被同样层数443米高的芝加哥西尔斯大厦超过),现在仍是纽约最高的建筑。除两座110层的高楼外,世界贸易中心还包括海关大楼、酒店、商业等5座建筑和一个广场,占地16公顷,总面积达92.9万平方米。据报道,完全倒塌的包括双子大楼和7号楼。
结构
双子大楼高宽比为7:1,由密集的钢柱组成,钢柱之间的中心距离只有1米多,所以窗都是细长形,身在室内没有大玻璃造成的恐惧感。密密的钢柱围合起来构成巨大的方形管筒,中心部位也是钢结构,内含电梯、楼梯、设备管道和服务间。两座塔楼都能提供75%的无柱出租空间,大大超过一般高层建筑的使用率,被誉为当时世界上最大的室内空间。
世界贸易中心不仅提供大面积的写字楼,而且是纽约曼哈顿地区最大的室内商场,里面有很多家专卖店和快餐厅,还有各种规格大小的会议室、贸易展销厅、艺术展览馆、学术研讨厅等功能齐全的场所。
双子塔楼
下面的数字描述了这个纯钢庞然大物的巨大:建造时挖出了90多万立方米的泥土和岩石,用了20多万吨钢材、32万多立方米的混凝土,澳大利亚还专门为修建它设计制造了8台起重机,为穿越这“立起来的城”,200多部电梯和70多座自动扶梯不停工作,电梯的速度最高达每秒钟8米。
广场
世贸中心的广场是建筑师在千方百计节约建筑占地之后留给人们的礼物,之所以这么说,是因为在高楼密集的曼哈顿,这个地方最让人放松。它为步行者提供了一个躲避汽车和喧嚣的场所,有亲切的绿地、喷泉、座椅,有轻松漫步的行者和嬉戏玩耍的孩子。
纽约世贸中心由纽约-新泽西港务局于1962年决定兴建,由美籍日裔建筑师米诺儒·雅马萨奇(Minoru Yamasaki)事务所及纽约的特洛伊、密西根、埃默里·罗斯父子公司(Troy, Michigan, and Emery Roth and Sons of New York)共同设计。
58秒
世界贸易中心最吸引人的是位于顶楼的世界之顶(Top of World),在2号楼的107层,设有观景台,可搭乘快速电梯在58秒内到达,在观景台上有三座仿直升机的戏院,里面有移动式座椅及镭射电影。在晴空万里
的日子,再登高几楼抵达顶端的观景台,楼顶设有宽阔的平台,极目远眺可以纵览海景。平台边缘以通电的有刺铁丝网围起,有时可以看到飞机或直升机在下方飞过。
主要问题
这两座建筑可供5万人办公,并可接待9万来客。经过几年使用后,发现很不方便,主要是人流拥挤,分段分层电梯关系复杂。由于这两座高塔大而无当,存在不少问题,如交通、空调、火警等,故有“摩天地狱”之称。同时,由于窗户过窄,在视野上一般反映不够开阔。事实说明,这样的高楼并不是从解决实际功能出发,而只是起了商标广告的作用而已。
鸟巢:
国家体育场坐落于奥林匹克公园建筑的中央位置,地势略微隆起。
它如同巨大的容器。高低起伏的波动的基座缓和了容器的体量,而且给了它戏剧化的弧形外观。汇聚成网格状--就如同一个由树枝编织成的鸟巢。在满足奥运会体育场所有的功能和技术要求的同时,设计上并没有被那些类同的过于强调建筑技术化的大跨度结构和数码屏幕所主宰。体育场的空间效果新颖激进,但又简洁古朴,从而为2008年奥运会创造了独一无二而又史无前例的地标性建筑[4]
结构
基座
基座与体育场的几何体合二为一,如同树根与树。行人走在平缓的格网状石板步道上,步道延续了体育场的结构肌理。步道之间的空间为体育场来宾提供了服务设施:下沉的花园,石材铺装的广场,竹林、矿质般的山地景观,以及通向基座内部的开口。从城市的地面上缓缓隆起,几乎在不易察觉中形成了体育场的基座。体育场的入口处地面略微升高,因此,可以浏览到整个奥林匹克公园建筑的全景。[4]
屋顶
体育场的空间效果新颖激进,但又简洁古朴。体育场的外观
就是纯粹的结构,立面与结构是统一的。各个结构元素之间相互支撑,汇聚成网格状,就象编织一样,将建筑物的立面,楼梯,碗状看台和屋顶融合为一个整体。如同鸟会在它们树枝编织的鸟巢间加一些软充填物,为了使屋顶防水,体育场结构间的空隙将被透光的膜填充。由于所有的设施-餐厅,客房,商店和卫生间都是独自控制的单元,建筑外立面的整体封闭因而是非常不必要的。这使体育场有自然通风,是体育场环保设计的最重要的一个方面。[4]
包厢
舒适豪华的装修布置,优质周到的配套服务,清晰良好的观看视野是国家体育场包厢品质的保障。它不仅提供了一个亲临其境的最佳观赛场所,更为社会企业和各界名流搭建一个交际公关、答谢客户的社交平台,为企业提供一次难得的展示自身实力和尊贵地位的机会。国家体育场包厢位于体育场的四层,赛后通过改造,赛后包厢的数量约140个。[4]
外形
基本材料
“鸟巢”外形结构主要由巨大的门式钢架组成,共有24根桁架柱,现已完成20根桁架柱整柱及2根下柱吊装。国家体育场建筑顶面呈鞍形,长轴为332.3米,短轴为296.4米,最高点高度为68.5米,最低点高度为42.8米。[2]
在保持“鸟巢”建筑风格不变的前提下,设计方案对结构布局、构建截面形式、材料利用率等问题进行了较大幅度的调整与优化。原设计方案中的可开启屋顶被取消,屋顶开口扩大,并通过钢结构的优化大大减少了用
钢量。大跨度屋盖支撑在24根桁架柱之上,柱距为37.96米。主桁架围绕屋盖中间的开口放射形布置,有22榀主桁架直通或接近直通。为了避免出现过于复杂的节点,少量主桁架在内环附近截断。钢结构大量采用由钢板焊接而成的箱形构件,交叉布置的主桁架与屋面及立面的次结构一起形成了“鸟巢”的特殊建筑造型。主看台部分采用钢筋混凝土框架一剪力墙结构体系,与大跨度钢结构完全脱开。[10]
Q460钢材的运用
“鸟巢”结构设计奇特新颖,而这次搭建它的钢结构的Q460也有很多独到之处:Q460是一种低合金高强度钢,它在受力强度达到460兆帕时才会发生塑性变形,这个强度要比一般钢材大,因此生产难度很大。这是中国国内在建筑结构上首次使用Q460规格的钢材;而这次使用的钢板厚度达到110毫米,是以前绝无仅有的,在中国的国家标准中,Q460的最大厚度也只是100毫米。以前这种钢一般从卢森堡、韩国、日本进口。为了给“鸟巢”提供“合身”的Q460,从2004年9月开始,河南舞阳特种钢厂的科研人员开始了长达半年多的科技攻关,前后3次试制终于获得成功。2008年,400吨自主创新、具有知识产权的国产Q460钢材撑起了“鸟巢”的铁骨钢筋。太平洋汽车模型
特殊结构
此外,屋顶内环主桁架吊装和立面次结构安装已全面展开。“鸟巢”钢结构所使用的钢材厚
度可达11厘米,以前从未在中国国内生产过。另外,在“鸟巢”顶部的网架结构外表面还将贴上一层半透明的膜。使用这种膜后,体育场内的光线不是直射进来的,而是通过漫反射,使光线更柔和,由此形成的漫射光还可解决场内草坪的维护问题,同时也有为座席遮风挡雨的功能。
“鸟巢”把整个体育场室外地形微微隆起,将很多附属设施置于地形下面,这样既避免了下挖土方所耗的巨大投资,而隆起的坡地在室外广场的边缘缓缓降落,依势筑成热身场地的2000个露天座席,与周围环境有机融合,并再次节省了投资。[11]
看台
设计成为巨大的人的容器,无论远眺还是近观,都给人留下与众不同的、不可磨灭的印象。体育场内部,这种均匀的碗状结构形体将能调动观众的兴奋情绪,并使运动员超水平发挥。创造连贯一致的外表,座席的干扰被控制到最小,声学吊顶将结构遮掩使得观众和场地上的活动成为注意焦点。在此,人形成了建筑。[4]
特点
“鸟巢”外形结构主要由巨大的门式钢架组成,共有24根桁架柱。主体结构设计使用年限100年,耐火等级为一级,抗震设防裂度8度,地下工程防水等级1级。工程主体建筑呈空间马鞍椭圆形,南北长333米、体的巨型空间马鞍形钢桁架编织式“鸟巢”结构,钢结构总用钢量为4.2万吨,混凝土看台分为上、中、下三层,看台混凝土结构为地下1层,地上7层的钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系。钢结构与混凝土看台上部完全脱开,互不相连,形式上呈相互围合,基础则坐在一个相连的基础底板上。国家体育场屋顶钢结构上覆盖了双层膜结构,即固定于钢结构上弦之间的透明的上层ETFE膜和固定于钢结构下弦之下及内环侧壁的半透明的下层PTFE声学吊顶。
央视新大楼
造型结构
造型奇特
中央电视台总部大楼主楼的两座塔楼双向内倾斜6度,在163米以上由
“L”形悬臂结构连为一体,建筑外表面的玻璃幕墙由强烈的不规则几何图案组成,造型独特、结构新颖、高新技术含量大,在国内外均属“高、难、精、尖”的特大型项目。
建造复杂
被称为“好看难建”的央视新大楼在2004年10月21日动工。除了“侧面S正面O”的奇特造型外,央视新大楼的安全也一直备受关注。国内许多专家仍认为大楼设计过于复杂,全楼先天性倾覆力巨大,抗冲击破坏力差。就此,莎瑞详细介绍了大楼设计的安全考虑。
整体构架
据设计师介绍,央视大楼的结构是由许多个不规则的菱形渔网状金属脚手架构成的。这些脚手架构成的菱形看似大小不一,没有规律,但实际上却经过精密计算。作为大楼主体架构,这些钢网格暴露在建筑最外面,而不是像大多数建筑那样深藏其中。奥雷·舍人说,这样压力基本都能沿着系统传递下去,并到导入地面的最佳路径。从外观上看,大楼有一部分钢网结构(包括拐角等压力较大部位)比较密集,它们也是整体设计思想的一部分。