案例研究:扎哈·哈迪德建筑事务所的河畔交通旅游博物馆,第二部分
其次在格拉斯哥的河滨博物馆五部分组成的系列,本文探讨了建筑结构工程。国际工程公司BÜROHappold提供结构工程服务。在整个三月跟随Buildipedia阅读关于河边博物馆的各种设计和工程系统的深入报道。
扎哈·哈迪德(Zaha Hadid)以设计形式前卫的建筑而闻名。最近在苏格兰格拉斯哥完成的滨河博物馆不辜负这一声誉,其特点是在平面和剖面上呈之字形。虽然它的无柱跨距似乎与地心引力相违背,但建筑在光滑的锌皮下隐藏了一些巧妙的结构操作。工程巨人Buro Happold是幕后的向导。
作为交通和科技的殿堂,河畔博物馆展示了格拉斯哥丰富的造船历史,它的屋顶是戏剧性的、锯齿状的。该建筑的形式类似于将一张纸折成褶,然后沿其长度以相反的方向弯曲两次——120度。这样的操作在纸上很容易完成,但现实生活中的限制条件,包括支撑建筑材料的重量和抵抗风荷载,需要仔细计算。
BÜROHappold铰接的屋顶结构功能作为一个单一的单元,其跨距长度像刚性梁而不是侧壁之间克罗斯韦斯,狼Mangelsdorf,结构工程的头部解释。“We are accustomed to dissecting a structure into individual elements that perform different functions – a column, beam, secondary beam, or floor plate,” he points out, “but in this case, they all function together and you can’t take one piece away.”
这些整体的构件包括一系列由钢结构制成的格子桁架。钢管形成的山脊和山谷最终跨度超过100米(328'),包括这两个曲折。虽然典型的a型框架依靠水平构件来完成“三角形”并提供刚度,但工程师们不得不在河畔博物馆中消除它们,以保留哈迪德设计的褶皱流线型视觉。构件本身的倾斜提供了一种加强效果。
金属屋顶的设计提供了一些内置的公差,在整个设计过程中允许推和拉。Mangelsdorf解释说:“屋顶的角度可以调整,因为我们可以在不破坏设计整体概念的情况下适应下面的功能性变化。”最终,这些褶皱必须抵抗垂直荷载,如果没有适当的细节,就可能导致它们变平。
考虑荷载的一个因素是屋顶本身的重量:钢构件重2500吨(超过550万磅),顶部是185吨(超过40万磅)的锌包层。建筑师的设计要求开放的室内空间,为不断变化的展览提供灵活性,所以内部圆柱不是一个选择。工程师们确实沿着外墙放置了柱子,将屋顶的重量转移到地面上。这些柱的中心间距为6米(19.7'),深度为700毫米(刚刚超过2'),设计为刚性连接。此外,柱子上的托架支撑着从墙上悬挑出来的平台,就像书架一样,为河边博物馆的汽车收藏创造了展示空间。
另一个主要负荷考虑是风的力量,它可以在距离大西洋超过每小时100英里阵风英寸在物理模型进行风洞分析的工程师准确地研究风压分布是如何工作的,并预测高峰吸力和压力的出挑。他们把门户框架,并在提供横向稳定性的建设,沿零售区位于外围交叉支撑,披风客房,咖啡区,和研讨会。
重量通过侧墙有效地向下传递,并在适当的位置进行支撑,河岸博物馆的端墙可以打开,让自然光线渗透到建筑中,在克莱德河和格拉斯哥市之间创造了一个象征性的联系。这些玻璃末端也暴露了屋顶的锯齿状部分。然而,根据Mangelsdorf的说法,打开结尾有点“结构上的诡计”。玻璃后面的竖柱实际上是支撑屋顶末端的结构柱。这些柱子以空心截面为特征,在立面上只有不到2英寸厚,但实际上它们相对较深。“当你向窗外看的时候,你实际上并没有看到它们很厚实,因为你看到的是短的一边,”Mangelsdorf解释说。
设计团队使用三维软件计算出支撑如此复杂形式所需的结构细节。建筑师定义了CATIA的内部和外部结构,Buro Happold使用Rhino对其结构设计进行可视化分析。他们用Tekla连接成员之间的连接,这个项目也被钢结构制造商使用。
滨江博物馆收到了钢结构设计奖2010优异证书的。这个奖项是由英国施工钢结构协会有限公司和Corus公司长材产品赞助。
支持由扎哈·哈迪德的表现力的设计肯定是不容易的事,但建筑师之间的合作,认真并哈迪德工程师BÜROHappold保证注意力将保持在建筑物的形式和展览上,而不是结构的花招只是它的表面之下。由于它看似简单,建筑仍保持稳定,同时出现是在不断运动,就像火车头,汽车和公共汽车它建到房子。
Murrye伯纳德
Murrye是总部设在纽约市的自由撰稿人。她拥有学士学位的建筑从阿肯色大学学位,是一个通过LEED认证的专业。她的作品曾发表在建筑实录,生态结构和建筑照明,等等。她还担任建筑师纽约分会公布,eOculus美国研究所的特约编辑。
网站:www.murrye.com