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[分享] 有哪些看起来违背力学原理的建筑?

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发表于 2024-9-29 22:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
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发表于 2024-9-29 22:45 | 显示全部楼层
我做的一些:
-7,悬挑7米的刀片梁托起整个屋面
围护墙和玻璃不受力




©️Yasu Kojima
建筑:栋栖
—6,汗津津滴腹肌,手感当是不错


https://www.zhihu.com/video/1624656021586186240
©️中旅
建筑:dEEP
-5, 悬挑16米多,结构厚度300mm。




©️万华
-4, 悬挑30米,梁高600mm,像一张纸一样


建筑:日清
-3, 悬挑36米,下面坑深600多米


      ©️广西永恒
建筑:钟华颖
-2, 空旷


建筑:天华
-1,单侧支

单侧支的不可能结构
https://www.zhihu.com/video/1179845066527621120
建筑:AAI
0,漂


建筑:上海duts

1,超细柱


景观:纬图
2,轻薄桥




建筑:日清  摄影:姚力
3,漂浮桥


建筑:成至

4,鹦鹉螺


建筑:栋栖
5,厚8mm的楼板


建筑:栋栖
6,三杆玩具



7,漂浮


建筑:钟华颖、李少航
8,薄脆(在建中)




©️石上纯也建筑设计事务所
建筑:石上纯也

∼≈≈我们拓展结构的边界≈≈∼
更多项目: http://www.okok.org/xiny
袁鑫工程顾问(上海)事务所
XinY structural consultants
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发表于 2024-9-29 22:46 | 显示全部楼层
(共13张图)
“张拉整体结构”(Tensegrity Structure)
先放几张图你们感受下


来源:Kenneth Snelson – Father of Tensegrity


来源:同上


来源:同上


来源:Needle Tower - Wikipedia

张拉整体Tensegrity)是一种基于在连续张力网络内部应用受压构建的结构原理。其中,受压构件之间并不接触,而预先张拉的构件构成了空间外形。 (维基百科)
受压杆件不相互接触,造成一种“杆件漂浮在空中”,或者“杆件被绳子撑起”的错觉。
结构里的拉索是预张拉的,而不是靠自身重力进行张拉。所以即使把它放倒也不会影响其刚度。

最简单的“张拉整体”结构就是下面这种啦



这个结构的发明者叫Kenneth Snelson。当年他还是21岁,在大学里遇到了替任教授的中二老头——富勒


富勒与Snelson | 来源:Preview Gallery: Kenneth Snelson
Snelson受富勒的启发,研制出了初代“张拉整体”装置 "X-column" (下图)


来源:Letter to R. Motro
于是Snelson就屁颠屁颠地拿去给富勒看了。富勒把玩良久后,平静地问:“能把它暂时放我这吗?”当时还年轻的Snelson虽然有些犹豫,但还是答应了。之后,这个原件就......“不见了”......之后富勒跟Snelson讨论了改进方案,并让他跑到镇里买材料做模型。模型做好后,富勒自己拿着这个模型拍了下面这张深(zhuang)沉(bi)的照片。(Snelson哭晕在厕所)


来源:你不能上的 https://www.pinterest.com/kessleraj/people/?lp=true
改进后的版本的确是更突出了这种结构的概念,但Snelson本人并不同意这个改进。因为他认为“X-Column”有继续向三个维度扩展的潜力,而老富的只能一根轴往上怼了。细心的人会发现,这俩都不是严格定义上的“张拉整体”。

之后富勒一边安慰Snelson“出名会来的”,一边发表、办展览,但就是不把Snelson的名字加到创作者名单上。
当然,要挪用一项发明,最重要的一步就是给它起个名字,身为长者的富勒深谙此理。于是赶紧给它起名“Tensegrity”,也就是 tension(张力)和 integrity(整体)的结合。
(以上情节均来自Snelson自己的讲述,可能会有失偏颇。参考:Kenneth SnelsonLetter to R. Motro

什么?你说上面这些顶多只能算个装置?不能算建筑?那你就对了,因为Snelson也坚持认为自己是个艺术家,而不是工程师。上面作品的绳索和棍子长度都是他手动调制的。
“张拉整体”用于实践的确是很难,目前真的改出来能用的项目寥寥无几。

1.Kurilpa Bridge(设计者:ARUP)
这座桥仅仅是上面桅杆部分算得上“张拉整体结构”


(来源:Kurilpa Bridge - Wikipedia

2.MOOM (设计者: 小嶋 一浩+东京理科大学学生团队)
这个算是一个变体啦。不过所有杆件互不接触还是挺有违反力学感的。我觉得这种结构的优点在于,普通的帐篷,支撑其它的杆件承受的是弯矩,也就是杆件需要被掰弯才能表现出足够的强度。这对杆件的材料要求很高。但这种结构里,杆件受到的是轴力,只要用普通的材料就能实现。


来源:MOOM Tensegritic Membrane Structure (Noda) by Kazuhiro Kojima


来源:同上

3. Swiss Re Next(设计者:Christian Kerez)
虽然只是个模型,但它指出了“张拉整体”结构应用于大型建筑的一种可能性。(以下是我的猜想)在这里,杆件变成了垂直的“交通条”,跟传统的核心筒一样,这些“交通条”用来抵抗重力,称其建筑。但不一样的是,核心筒只能局限在垂直的单个体量里,而这些“交通条”则在楼板、钢缆(相当于"张拉整体"的绳索)的约束下,呈现出分散、倾斜的自由状态。从而有一种新的结构催生出了新的空间模式。


来源:还是 https://www.pinterest.com/fernancarrasco/christian-kerez/?lp=true

补充:
我当初看到“张拉整体”结构时总觉得它是随风摇摆、摇摇欲坠的状态。其实它整体的刚度还是很强的。能翻墙的朋友可以看看这个视频:https://www.youtube.com/watch?v=xDNohDRWTvU 展示了Snelson的Needle Tower立起的过程(以下是截图)

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发表于 2024-9-29 22:46 | 显示全部楼层
首都国际机场T3航站楼的雨篷,在座的各位感受一下




最大悬挑50多米!和结构PK的时候我总是举这个例子^-^
然后让结构用设计费怼回来……
当然我这个回答的主角不是这个啦!
对T3航站楼的膜拜一直持续到我知道了这货




施工过程图两张





釜山电影中心,位于釜山市一处沿海的新开发的区域,这里沿袭着典型亚洲式的大规模开发模式。2005年,由蓝天组的创始人Coop Himmelb(l)au主持设计的方案在竞标中获胜,他的设计采用巨大的悬挑,形成有遮蔽的公共空间。这一理念使方案得到业主的赏识,成功中标,于2011年建成使用。
基地原状


效果图





在竞标之初,方案就已经确定以巨大的桁架结构实现悬挑,同时已经确定桁架结构需要由两个支点,而非通常的一个支点来进行支撑,支撑点位置的桁架高度相应更大一些。







在桁架结构中,上面的杆件受拉,下面的杆件受压。这个悬挑结构从尽端到支撑点的距离有85m,同时也并非一种简单的直线形态——悬臂的下表面崎岖不平,这也对整个桁架的不同截面提出了不同的形态要求。



优化模型









结构优化


























最后


最后介绍一下实现这个项目的帅气结构男神
Christoph Gengnagel原本学的是结构专业,毕业之后,他做了8年的工程师,却逐渐为工作中缺乏设计感到困惑,终于决定再次回到校园,去攻读建筑——不是要改行,而是为了提高他的结构设计水平,闹明白建筑设计到底是怎么回事。毕业后,他再次回归结构工程师的身份,进入德国最有实力的结构事务所Bollinger+Grohmann工作,还在柏林艺术大学建筑学院教结构,甚至担任了学院的院长。 如此交错的经历,让结构的理性和建筑的敏锐完美地结合起来。实现了这个项目。
致敬这些伟大的结构大师!
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发表于 2024-9-29 22:47 | 显示全部楼层
同济大学四平校区图书馆。
从楼下经过看起来是这样的,看起来很平常的老建筑。



从远处第一次看到的时候我下巴都快掉下来了…







补一张结构图(经评论纠正应为剖面图…)



查了下资料,同济大学图书馆建于1965年,采用预应力悬挑结构。这个建筑师太有想象力了……不知道是中国人还是苏联人修的……
(经评论提醒是同济老师自己修的,并且牛的是结构工程师不是建筑师……反正牛的是你同济建筑系/土木系……两边慢慢争吧…)
———以下为评论区补充———
@大象 这是同济大学自己设计建造的,和苏联没有一分钱关系。图片中周边的小房子是原有图书馆,因为不能满足要求,需要盖新楼。但是国家给的预算太少,根本无法支撑拆旧楼盖新楼,当时土木学院的老师经过计算,采取了这种结构形式,保证了上部空间,同时保留了下部旧楼。在这里,建筑真心是个配角……同理还有同济的大礼堂,也是在经费严重不足的情况下,采用了自平衡的受力形式,保证了大跨度低含钢量礼堂的可行。
———————
另外补三个评论区提到的同样类型的建筑:
解放军驻港部队大厦(原威尔士亲王大厦)



香港大学嘉道理生物科学大厦





(当时上学时候经常在楼下柱子中间抄近道……胆子挺肥…)
深交所大厦(代号黑色大宝剑)





<hr/>个人介绍:阿榜,非典型清华男,在进行无刺激护肤品创业,阅读下文了解我的故事,很有趣的。
阿榜:一个护肤品「外行」冲向风车
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发表于 2024-9-29 22:48 | 显示全部楼层
谢没人邀

1、托罗哈的马场看台







波浪形的钢筋混凝土挑出屋面12.8m,最薄处只有5cm
当时的数字还不很成熟,为了让这巨大的悬挑成立,托罗哈通过结构试验单元做了几次试验,最终将拱壳的纵向截面选为双曲抛物线,这样对受力相对最为合理。
图为屋顶的应力曲线,内部钢筋的布置也是根据它来的。
而且这货在西班牙内战中挨了几炮还没垮...


从剖面图可以发现,巨大的悬挑是通过后部的拉杆平衡前面的倾覆力,同时吊起下面的交易大厅




2、迪埃斯特的图雷特公共汽车总站






这个造型比上一个更夸张,厉害的是,这个车站是砖砌筑的
壳体的横剖面是倒悬链拱,这样壳体在重力作用下只存在压力,拱之间的侧向力相互抵消,边缘的侧向力由边梁承担。与上面不同的是,该结构前后对称来平衡倾覆力,单个壳体中拱顶受拉力,因此在拱顶集中埋设钢筋




同时壳体中还运用了预应力钢筋,让壳体预先受压,减小拱脚侧推力。施工时先埋设顶部环状钢筋,再和中段预应力钢筋相连,最后在腰部连起来,像是8字形。
类似的还有
同一个建筑师的我也不知道是什么东西,被称为seagull
是类似金贝尔美术馆的悬臂梁,同时也有用到预应力钢筋





3、舒霍夫的舒霍夫塔
先上大佬照片



弗拉基米尔·舒霍夫以他在结构设计分析领域开创性的工作而著称,他创造性的发展了双曲壳塔、网状壳体、张拉结构、栅格壳体以及储油罐、输油管、工业锅炉塔架、船只和驳船等各种各样的结构体系。   舒霍夫是一位石油工业、房屋结构和桥梁结构领域杰出的改革家,同时,他还开创了双曲结构体系的新领域。这些以非欧几何中的双曲线为基础的结构,在今天被称为旋绕双曲线结构。他还给出了分析这些结构体系的数学方法。舒霍夫最为人所称道的就是他那独具匠心的双曲壳塔的设计,比如以他的名字命名的舒霍夫塔。 百度百科







舒霍夫塔双曲面的直杆远看像是渔网,却能支撑一百多米的高塔,而且就算把图片倒过来看反而更合常理...反重力做到这个地步说是苏联第一工程师也不为过。
塔原本是用来做通信塔的,2002年不再使用,由于年久失修,俄国政府曾打算拆除或搬走,不过最终在群众的坚持下保留了下来,将永久成为莫斯科河畔苏联巅峰时期的纪念碑。
不知道广州小蛮腰有没有参考它


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