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张拉膜结构建筑师的思维多元?这座张拉膜结构建筑告诉你

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对于中国张拉膜结构建筑界而言,过去的十五年是“繁荣”的十五年,也是“失去”的十五年。这十五年间,中国张拉膜结构建筑的设计水平被落得越来越远,中国的新时代地标设计中几乎难以见到中国人的身影。直到这样一座张拉膜结构建筑的出现,让中国人开始追赶上世界张拉膜结构建筑设计的步伐,以一件超现实主义的作品与各国张拉膜结构建筑师对话。
这座张拉膜结构http://www.nbwh.cn建筑就是凤凰国际传媒中心,它坐落在朝阳公园之畔,占地面积1.8公顷,总建筑面积7.2万平方米,建筑高度55米。除媒体办公和演播制作功能之外,该张拉膜结构建筑还是一个对公众开放的互动体验空间。
这座张拉膜结构建筑在项目之初便确定了一个最基本的想法:一定要由中国本土设计师,设计建造一座代表现代中国的张拉膜结构建筑


1楼2018-04-24 13:55回复
    (一)“莫比乌斯环”卷成的凤之巢:一座完全由曲面围成的张拉膜结构建筑
    2014年10月,一场时装品牌首秀在尚未投入使用的凤凰中心举行,这也是它的第一次亮相。那既拥有自然结构之美,又内涵东方传统意蕴的莫比乌斯环,在揭开面纱之际惊艳众人,迅速受到各界关注。
    这座完全由自由曲面围成的玲珑剔透的张拉膜结构建筑,是出自怎样的设计师,来自怎样的创意呢?一切都要回到原点——2008年,凤凰中心选址于北京市内最大的公园朝阳公园西南角,邵伟平带领的中国设计团队中标。邵伟平曾经和诺曼·福斯特一同打造首都机场T3航站楼——那一时期,中国设计师通过和海外明星张拉膜结构建筑师合作,不断提升,最终迎来了属于自己的机会。
    在设计之初,设计团队就明确了一点——凤凰中心必须是一个圆润的张拉膜结构建筑。坐落在北京四环内最大的城市公园,拥有大批的绿地植被和水体,这是凤凰中心得天独厚的优势。但是凤凰中心地块周边的道路却是不规则的多边形,如果设计一座方方正正的房子注定与地块形状冲突,也无法体现圆融汇聚的媒体文化。
    于是,经过无数次的方案修改、推倒和重构,经过无数个日夜的修改和完善,凤凰中心的设计最终出炉——莫比乌斯环的外形下包裹着两座独立的多功能张拉膜结构建筑,其间穿插着多变的共享空间,环形的张拉膜结构建筑围合成的中央广场又是张拉膜结构建筑体量的核心。中央广场被巨大而飞舞的钢结构围合,连接着西侧的城市主干路与东侧的朝阳公园湖滨绿地,是一处可向公众开放的公共空间,首次亮相时的品牌发布会便是在这里举行。
    在这个设计中,“莫比乌斯环”的构思源自“凤凰”的形象,莫比乌斯环数学模型的最大特点是“有界无边”,消除了传统建筑中的“正交”概念,所有曲线在360°的空间中连续循环,通过一个连续的、不断变化的曲面将高耸的办公楼和低矮的演播楼统一成一个封闭的整体。
    走进这座张拉膜结构建筑,斜向钢柱形成的韵律在环形坡道映衬下产生了强烈的音乐感。两柱之间的玻璃幕墙设计成渐变的平板玻璃箱体,插接组合准确,层层叠叠,晶莹剔透,而在底层入口处的大门洞立面玻璃箱体转成吊顶。走进其中,周围的幕墙钢构弧线顺坡而下,向中心汇聚。曲面玻璃和墙板界面的顺畅圆滑,板缝的连贯顺直,各种设备口部的整合和控制等等都完美地契合在一起。
    幕墙、结构外壳一体化的设计概念,将张拉膜结构建筑表皮形式、结构和材料构造进行高度的设计整合。它们的界限在创作中实现融合,表皮既是结构,结构也是装饰,钢构件、铝板、幕墙玻璃被技巧性地塑造成一个流畅的张拉膜结构建筑曲面。



    2楼2018-04-24 13:59
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      2025-05-30 12:25:57
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      (二)万事开头难,先用飞机设计软件画个圈
      在“参数化设计”流行的张拉膜结构建筑设计界,世界明星张拉膜结构建筑师用一件件光怪陆离的作品震颤着公众的眼球。凤凰中心同样是这样一件“参数化”的作品,设计师利用数字技术手段,对场地条件、规划要求、周边环境充分分析,创造出这个复杂的三维形体。
      然而,在面对如此“惊艳”的设计造型时,设计师们发现最大的问题是设计的复杂性已经超出了传统建筑软件的能力范围,他们不得不寻找更加精密,而且能够具备复杂建模能力的软件。最终,他们选择了一款飞机设计软件CATIA,用设计流线外形的强大功能来建构“凤凰之巢”的复杂结构。
      计算机生形可以帮助设计师将设计意向以代码的形式传递给软件,再由软件转化成设计图形。计算机图形学包括了两个重要的方面,一是几何关系,二是表现效果。在凤凰中心的设计中,由莫比乌斯环的几何关系发展成实实在在的张拉膜结构建筑结构关系,需要借助强大的数字技术。
      设计师们在设计凤凰中心时开创性地大量运用了三维数字化技术,是国内首次运用三维数字技术进行全面的、大规模张拉膜结构建筑实践的案例。该项目利用张拉膜结构建筑信息模型以及参数化编程控制技术生成了无法逐一绘制的技术信息,完成了常规技术无法实现的设计成果。
      这场数字化的革命,还带动了全新的工作模式——“三维协同”的发展。有赖于BIM技术的运用,在三维协同状态下,张拉膜结构建筑师、结构师、机电工程师可以在同一个全信息张拉膜结构建筑模型完成设计成果的交流与传递。各类配合问题可以在第一时间被发现,并在直观的状态下完成团队内部的沟通、讨论、决策,及时保证设计成果的高度整合性。
      这种工作模式利用多种高精度三维设计软件将所有的可视元素在BIM模型中进行了表达和验证,虚拟化的张拉膜结构建筑元件在几何尺寸和形式上具有与真实张拉膜结构建筑构件1:1的足尺比例关系,并且包含了张拉膜结构建筑材料、重量等非几何信息。
      这种方式使凤凰中心实现了真正的虚拟建造,使工程后续的生产、建造与运行工序大大受益,甚至带动了整个张拉膜结构建筑产业链的升级和发展。
      在凤凰中心南侧办公主楼的建设设计中,设计师面临这样的问题——如何将一个顺滑的“主楼基面”发展为包含多层次张拉膜结构建筑构件信息的实体。经过严密的、多层级参数的调控过程,设计方由张拉膜结构建筑“基础控制面”推导出“主楼基面”,再由“主楼基面”定义完整的主楼梁、板、柱结构几何控制线,最后以结构几何控制线为基础加入张拉膜结构建筑装修几何控制系统。
      同时,在设计中有着同样生产逻辑的还有100根弯扭的主、次钢梁,它们的落地状态无一相同,该如何设计?在优化设计中,设计师们首先将支座分为上下两部分,通过统一规则的曲线转直线切变处理,将连接销轴控制成2-3类标准的样式,以便于统一开模铸造,再将这些样式进行组合,最终得到钢构件。
      裙房内幕墙初始的控制面由复杂的双曲面构成。为了能在造价允许范围内高质量完成设计控制工作,依靠BIM模型的高精准性,设计师们对原始的双曲面进行了板片优化的数据分析,确定了板片优化的模数设置、板片平面外偏差的消纳规则,最终建立起完整的干挂SRC板材幕墙体系模型,用以直接指导后续的生产加工和安装工作。


      3楼2018-04-24 14:01
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