[摘要] 随着超高层建筑在全球范围内涌现,扭转式建筑因其独特外形、开阔的视野、实用的性能,而受到建筑师的喜爱,并不断应用于超高层建造上。我们来了解下世界上著名的扭转式建筑。
世界高层建筑与都市人居学会(CTBUH)中对扭转式建筑的定义为,建筑的楼面或者立面随着建筑高度旋转而变化,使得建筑立面显得更纤细、富有更多的变化和建筑视野更为开阔。
通常对建筑体型进行一定的扭转,可以十分有效地减少建筑所受的风荷载,并且旋转不同的角度对减少风荷载的效果也不同。
对于矩形形状的建筑,当外形沿高度扭转180时,地震作用下的加速度及变形情况相差不大,但是风荷载下的加速度和变形可以得到有效控制。
达芬奇塔
达芬奇旋转塔由一个中央混凝土核心用来容纳重要的静态设施,如电梯,楼梯,管道和其他设施。
整个建筑基本上由预制的单元组成,包括地板,水管,空调等,整体结构合理灵活,抗震性能超高。
从宣称要建造一座420米高,集各种世界第一于一身的摩天大楼,到如今已经过去了约十二年的时间,希望土豪迪拜这一次能够真的兑现。
南京江北新金融中心
建筑设计:PCPA & ECADI
结构设计:ECADI
整个建筑高300m,在平面上采用了“天圆地方”的概念,各层平面由底部的方形逐步变为顶部的圆形,且在立面上略有收进;在各层平面形状变化的同时,体型从底到顶整体逆时针扭转30°。
“密柱框架-核心筒”结构体系。由于斜柱在竖向荷载作用会产生环向的水平分量,为提高结构整体性,在外框中设置了一道环带桁架。
与常规的框架-核心筒结构相比,水平荷载作用下,受力、变形特征相似。由于斜柱的原因,在竖向荷载作用下的受力、变形特征与常规结构不同,是需要重点关注的。
台北陶朱隐园住宅大楼
建筑设计:Vincent Callebaut Architectures SARL, LKP Design
结构设计:King Le Chang & Associates
陶朱隐园位于台北,是一座以垂直森林为原创的建筑地标,被美国CNN评选为2016年全球九大城市地标之一。
陶朱隐园的主结构系统是整体的建筑设计。建筑的核心是一根主柱,然后自二楼开始到顶楼,两侧的楼层面沿顺时针方向向上攀升,旋转4.5度,全栋旋转90度,使之看上去像DNA螺旋体。
上部结构为21层,标准层高为3.6m,总楼高不含屋顶突出部分为78.75m。顶层上方设有5m高的屋顶结构桁架及3层共9.45m高的屋顶突出部分,故总高度为93.20m。
从上图可以看出,为使结构设计能与建筑理念相呼应,并解决在旋转几何条件下室内无柱的难题,结构设计突破传统梁柱结构的思维,以三维框架的概念来思考。项目的上部结构由数个单元所组成,包含中央钢核心筒、屋顶伸臂桁架、两侧旋转而上的巨型柱以及两层楼一组的空腹桁架,各个结构单元相互配合。
梦露大厦
建筑设计:Burka Architects; MAD Architect
结构设计:Sigmund Soudack & Associates Inc
Absolute Tower有56层,每一层平面都是一摸一样的椭圆,但随着楼层升高,他们在旋转着不同的角度。二维不变的56个椭圆平面到性感的、变化的三维曲面就这样形成了。从一层到十层,每层旋转一度,11层到24层每层旋转8度,26层到40层,每层旋转8度,第41层到50层,每层以3度旋转,最后6层以1度旋转。
三维结构布置如下图所示,除了利用了中间的竖向交通核布置核心筒外,还利用了房间的分隔墙布置了剪力墙,形成这种网格式的剪力墙布置形式。外围布置的剪力墙随着楼板边界的变化向外延伸或者后退。同时,为了使得建筑更加轻薄,外围楼板均采用悬臂板的形式。
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