来源:愚公解构
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那就以此为首篇,开一个新的专题,记录一些有点意思的工程案例,更多会侧重于个人觉得有点意思的内容点。
HSB旋转中心
Turning Torso是位于瑞典马尔默的一栋标志性摩天大楼。由西班牙建筑师圣地亚哥·卡拉特拉瓦设计,该建筑以其独特的扭曲形态而闻名,模仿了人体的转动,它被认为是世界上第一座扭曲的摩天大楼。从1999年到2005年,历时6年建成。
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基本情况
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• 高度:190米(包括尖塔) -
• 总楼层:54层,包括住宅、办公和会议空间
结构形式
Turning Torso的设计灵感来源于卡拉特拉瓦之前的雕塑作品,Twisting Torso,它展示了一个扭曲的人体。大楼采用了钢筋混凝土和钢结构相结合的方式,分为九个立方体段落,每个段落相对于下一个顺时针扭转大约5度,直到最顶部的90度,形成了整体扭转的效果。
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• 创新的扭曲设计:Turning Torso的扭曲设计不仅美观,也展示了建筑技术的创新和挑战。 -
• 复合结构系统:结合了钢结构和混凝土结构的优点,提供了足够的强度和刚度来支撑其独特的形状。
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Turning Torso的地基是一个圆柱形的箱体,直径为30米,深度为15米。地基板平放在石灰岩基岩上,深度为7米。主要承重结构是一个圆形的钢筋混凝土核心筒,其中心与各层楼的旋转中心精确对应。核心的内径为10.6米,保持不变。混凝土的厚度从底部的2.5米逐渐减少到顶部的0.4米。核心内部有电梯和楼梯井。塔楼靠着打入地下15米的坚实石灰岩基岩的桩来支撑。
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结构工作原理
每一层都有一个混凝土板(蓝色),与混凝土巨型核心筒相连。可以看到,这座建筑在外围有钢柱(橙色)和混凝土柱(黄色),但大部分的荷载仍然由巨型核心筒承担。
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黄色的混凝土柱只存在于建筑的最远角部,它的作用和普通的柱子一样,从上到下承受荷载,但是这根柱子沿着建筑向下扭转。这种类型的柱子只能用在这一个角落,否则,模块就不会看起来像是漂浮的。
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与黄色的混凝土柱不同,橙色的钢柱并没有从建筑的顶部一直延伸到底部。在这种情况下,所有的钢柱都稍微倾斜,这确实造成了一些“错位”,但它们只承担了各自模块的一部分荷载,而不是整个建筑的荷载。每个模块最下面都有一块锥形板,可以承受这个模块传递下来的荷载,所以就不需要橙色的钢柱。为了更好地理解这一点,让我们看看载荷如何穿过圆锥形板:
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抵抗水平载荷主要靠巨型核心筒。就强度而言,核心筒可能就足够了,但钢外骨架可以增加结构整体刚度,减少了建筑物的摇摆幅度,提高建筑的安全度和舒适度。
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在每个模块的顶部,钢外骨架通过一些厚剪力墙连接到巨型核心筒,将水平载荷传递到核心筒。这种钢外骨架可以看作是“手杖”或“拐杖”,在这些辅助构件的帮助下会更加稳定。
最后,减少建筑物风荷载的另一个方面是形状。这个建筑采用了六边形形状。这样可以更加符合空气动力学,从而减少建筑物某些方向的风荷载。由于这种形状,钢外骨骼只需放置在建筑物的一侧,而不是放置在整个周边。
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小结
Turning Torso展现了结构工程与建筑设计的创新结合,通过其扭曲的形态和核心筒的结构创新,解决了高层建筑在稳定性与美观性上的挑战。
以上是建筑扭的创意,但在钢结构设计时,扭却是结构设计中最不想让它发生的事情。
参考资料:https://archestudy.com/turning-torso-wonder-with-the-twist;https://www.cityanatomy.com/articles/turning-torso
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