鬼斧神工系列,看完這些建築,牛頓都想做個力學分析冷靜一下

向結構大師致敬

隨著時代的進步,技術的發展,建築行業湧現了一批才華橫溢的結構師,他們用自己的天才設計跟牛頓“叫板”,給我們帶來了一次又一次的視覺盛宴。

結構師眼中的設計


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普通人眼中的設計

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人艱不拆啊,讓我們先來看看結構課教授必提的一個典型案例——釜山電影中心

釜山電影中心典型到什麼程度呢?只要提起結構,必有他的身影,地位就是這麼的不容置疑

釜山電影中心位於釜山市一處沿海的新開發的區域,這裡沿襲著典型亞洲式的大規模開發模式。巨大的懸挑,形成有遮蔽的公共空間。2005年,由藍天組的創始人Coop Himmelb(l)au主持設計的方案在競標中獲勝,他的設計採用巨大的懸挑,形成有遮蔽的公共空間。這一理念使方案得到業主的賞識,成功中標,於2011年建成使用。

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施工圖

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在競標之初,方案就已經確定以巨大的桁架結構實現懸挑,同時已經確定桁架結構需要由兩個支點

,而非通常的一個支點來進行支撐,支撐點位置的桁架高度相應更大一些。



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在桁架結構中,上面的杆件受拉,下面的杆件受壓。這個懸挑結構從盡端到支撐點的距離有85m,同時也並非一種簡單的直線形態——懸臂的下表面崎嶇不平,這也對整個桁架的不同截面提出了不同的形態要求。



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優化模型


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結構優化


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實現這個項目的是著名結構大師柏林藝術大學建築學院院長Christoph Gengnage,才華與顏值並存。

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建築行業結構的典型案例可遠不止釜山電影中心一個,讓我們按好牛頓的棺材板,繼續往下看。

01、芝加哥雲門

芝加哥的千禧公園,有一個具有標誌性、革新性的雕塑作品——雲門(Cloud Gate),它由英國藝術家阿尼什•卡普爾所設計,整個雕塑由168塊不鏽鋼板接焊而成,但表面非常光滑,完全觀察不到接縫。

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02、西班牙都市陽傘

都市太陽傘(Metropol Parasol)位於西班牙美麗的南部城市塞維利亞市中心,由德國建築師于爾根·邁耶-赫爾曼設計,耗資6000萬歐元,歷時5年時間,號稱世界最大木雕建築。

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03、英國平衡穀倉

平衡穀倉(Balancing Barn)是MVRDV在英國薩福克郡附近建造的一座當代建築,於2010年建成。平衡穀倉一半懸垂於一個陡峭的山坡之上,但非常穩定,其平衡點在於混凝土核心。坐落在地面上的部分比懸垂部分材料更重,懸垂部分的尾部安裝了繩索。

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04、加拿大里普利大廈

裡普利大廈位於加拿大渥太華尼加拉瓜,整體建築風格奪人眼球,這幢建築從外面看上去就像颶風過境即將倒塌的房子,為的是紀念1812年的地震。

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05、英國懸浮建築

這座房子位於英國倫敦的柯芬園的集市上,它是一座漂浮起來的藝術品,長12公尺,看起來就像哈利波特里的古老建築一樣,而它的支撐物的,就是那兩個綠色的早餐車。

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06、德國國家體育場改造的雨棚

體育場輕質的屋頂內部設有20 個傾斜的鋼柱支撐, 結構柱跨達到40 米,突出處最大達到46 米,而屋面整體深度也達到68 米。同時,20 個底面直徑35 釐米、頂面直徑25 釐米的圓錐形柱在視覺上甚至不易被覺察。

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07、阿布扎比斜塔“首都之門”

阿聯酋首都阿布扎比市的“全球傾斜度最大的人工建築”,這座集酒店和辦公場所為一體的綜合建築名為“首都之門”,高160米,共35層,其整體結構從12層開始朝西傾斜角度達18度。“首都之門”,是世界斜度最大的摩天大樓,其斜度約為比薩斜塔的五倍。

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08、神奈川大學多功能廣場

神奈川大學多功能廣場是一個有著大屋頂的半室外空間,長110米,寬70米。在這個建築中,屋頂和地基面積相同,而覆蓋這個地基的則是一塊厚度為10毫米的鐵板。因為屋頂是一整塊鐵板,隨著氣溫變化,每天會有1米的高度差。鐵板上開有許多矩形孔洞,雨和雪可以直接飄進建築內,形成雨柱般的景緻。

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09、瑞典維多利亞大廈

維多利亞大廈作為斯德哥爾摩最高的建築之一, 儘管建築外牆中的三分之二是實牆,但仍然全身鑲嵌著彩色玻璃。這使得塔能夠在滿足節能需求的同時,呈現出幾何五稜鏡外觀。看起來違背力學原理,其實塔樓的2-21層為平行四邊形,由酒店房間組成,較高樓層為矩形。

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10、悉尼中央公園

悉尼中央公園最顯眼的是頂部的巨大懸挑結構。懸挑結構上固定了一個機動的日光反射鏡裝置,可以捕捉陽光並且將其反射到處於建築陰影部分的公園。

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11、上海世博會中國館

中國館名為“東方之冠”,從建築學上由支撐斗拱的四根巨型鋼筋混凝土核心筒組成,正方形底座邊長為70米,而在空中托起四方形斗拱,上緣最寬處達到140米,屋頂寬度是底座寬度的2倍,相當於兩個半足球場那麼大。

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當然了,但凡對“力學原理”有點研究的人,都不會只憑“看”來感受和估測一個建築工程的力學結構,畢竟建築的基礎就是客觀的力學理論。

其實,越是看起來不符合力學常識的建築,越是將力學利用到了極致。

最後,再次向偉大的結構大師們致敬!


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