“飛翔于水面上的建筑”——江陰星河國際城市體驗中心
近日，江陰星河國際城市體驗中心項目，在經(jīng)過4個月的緊張施工后順利落成。
建筑概況
本項目總建筑面積約3700㎡，暫借公共綠地用作售樓處，后期作為公園內(nèi)的構筑物保留，成為公園的一部分。
▼俯視圖
建筑群可分為接待區(qū)、展示區(qū)以及包括連廊在內(nèi)的附屬建筑等幾個部分。主要建（構）筑物包括：
1. 洽談區(qū)建筑物：為兩層建筑物，底層架空，二層主要用于商務洽談，中部為一大小約5mx13m的天井，通過天井內(nèi)蜿蜒的坡道，可從下沉式庭院的水池平臺直達二層建筑功能區(qū)域。
2. 影音區(qū)建筑物：為單層建筑物，主要包括辦公、影音展示、區(qū)域地圖展示及佛室等功能區(qū)域。
▼洽談區(qū)內(nèi)景
3. 工法區(qū)：為單層玻璃幕墻圍護的建筑物，主要用于該項目工程做法樣板的展示。
4. 廊道構筑物：包括崗亭建筑和“小翅膀”連廊建筑。
▼水池區(qū)實景
以一個由各單體建筑圍合的水池為核心，各體量造型生動，共同營造出一種連續(xù)的動感。
結構特點
結構主體為鋼結構，為了配合建筑造型的要求，采用了大量的異形結構。同時，為了保證建筑外部的整潔美觀，大部分結構構件采用了隱藏的方式進行處理。
▼正視圖
主體建筑的底層架空，由纖細的鋼管柱支撐；在一些區(qū)域，柱子落入水中；另有多處部位采用了懸挑結構。這些做法極大地消除了結構本身的實體感和重量感，表現(xiàn)出了輕盈的漂浮感。
▼ 底層架空結構
設計難點
異形結構 由于結構形體非常不規(guī)則，且交接關系復雜。因此通過在sketchup中將結構也進行建模，來考察結構構件與建筑形式的關聯(lián)，并在此基礎上進行結構建模。
▼異形結構設計
懸挑 影音區(qū)和洽談區(qū)兩幢建筑物在屋頂與樓層之間的部位均設置了外挑檐，最大懸挑距離達到了4m，而在纖細的立柱上純粹靠梁外挑顯然是不太現(xiàn)實的。
設計人員通過在挑梁中部與柱頂之間設置一道拉桿，巧妙地將懸臂梁變成了外伸梁，在立柱尺寸不增大的前提下，梁截面的高度減少為僅約1/4，成功實現(xiàn)了建筑師希望的屋頂造型與挑檐脫離的效果。
▼內(nèi)部懸挑
空間網(wǎng)架拱 為使建筑物表現(xiàn)輕盈，對落地的鋼柱位置進行了細致的研究和比選。特別是在小翅膀區(qū)域，由于其厚度只能設置平面桁架，而22m以外的廊道端部只能設置兩根立柱作為支點，且該區(qū)域除了翅膀本身的荷載外，還要承受廊道屋面及其吊頂?shù)暮奢d，常規(guī)的梁柱布置及懸挑等方式根本無法實現(xiàn)。
▼ “小翅膀”結構模型
事務所的工程師們集思廣益，提出了空間網(wǎng)架拱的概念：即翅膀的平面桁架作為拱的一個落地支座，廊道端部的兩根立柱作為拱的另一支座，組成一個空間拱形結構，其下方廊道屋面的結構則通過在網(wǎng)架節(jié)點處設置吊桿來實現(xiàn)。
▼ “小翅膀”實景
相應地，根據(jù)結構概念確定傳力途徑，從而大致確定了網(wǎng)架拱構件布置。
Ameba優(yōu)化結構 設計人員還運用公司自主研發(fā)的拓撲優(yōu)化軟件Ameba，來尋找合理的結構傳力途徑。
▼ Ameba生成的模型
結果表明，軟件自動生成的結構形式與工程師們根據(jù)結構概念設計所得的結構形式基本一致，即空間拱的形式。
最終通過該特殊的結構形式，在滿足建筑效果的同時，實現(xiàn)了結構安全節(jié)約的目標。
斜柱與挑檐 連廊區(qū)的單柱外挑廊道類似于常規(guī)的公交站臺雨棚結構，但其最大外挑距離達到了5m，且建筑師希望立柱做成傾斜的造型。
▼中庭挑檐效果
按照常規(guī)的設計思路，斜柱結構存在很多弊端，但設計人員通過計算發(fā)現(xiàn)，恒載作用下這種單柱懸挑的廊道其基底處的彎矩很大，若要控制基底的零應力區(qū)，所需的基礎尺寸太大，很不合理。
▼ 崗亭外挑廊的結構模型
采用斜柱，考慮屋面水平撐傳遞水平力；通過整體考慮來調(diào)整不同立柱的傾斜角度，能夠實現(xiàn)在恒載作用下柱底彎矩接近于零。
▼斜柱現(xiàn)狀
通過這種做法解決了零應力區(qū)問題后，便可將獨立基礎的尺寸大幅減小，現(xiàn)場土方的開挖量也相應減少，降低了造價。
施工過程
本項目結構較為復雜，施工難度較高，為了保證施工質(zhì)量，事務所的工程師們進行了大量的后期工作，包括駐場指導，核對模型，設計變更，現(xiàn)場核驗等等。
為了幫助建筑師順利地實現(xiàn)設計方案，秉持著“至簡至臻”的設計理念，在復雜的異形建筑結構領域持續(xù)進行著探索。
▼ 施工現(xiàn)場指導
▼ 完成效果
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