上海国际设计周(上海国际设计+生活方式博览会)

 

时间:2020.11.27-2020.11.29

地点:上海国家会展中心(虹桥)

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设计师:我太难了

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设计师:我太难了

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新闻资讯
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发布时间:
2019/11/25
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设计工作向来不轻松,工程的一点小问题也会让人“头秃”,今天就带大家看一些著名的工程建筑,看看它们在建造过程中给设计师们出了什么样的难题。

 

 01 

国家体育馆—“鸟巢”

 

 

图片来源:图子

大家熟知的国家体育场(鸟巢),由雅克·赫尔佐格、德梅隆、艾未未以及李兴刚等设计,由北京城建集团负责施工,是北京地标性的体育建筑和奥运遗产。作为2008年北京奥运会的主体育场,参差交错的钢结构建筑外观,也被人津津乐道。

 

图片来源:新华社

 

但你知道吗,像这样国家级的建筑,施工时竟然被迫停工了一段时间。

 

原来,在如火如荼的建设过程中,设计师们发现:“鸟巢”的经济性和安全性成为了不可忽视的问题。按照工期要求,“鸟巢”要在2003年底开工建设,设计方瑞士赫尔佐格·德梅隆设计公司给出了38.9亿的报价,用钢量高达13.6万吨。国内舆论开始质疑“鸟巢”工程是否符合“节俭办奥运”的理念,原方案是否为最优方案。

 

图片来源:搜狐

 

图片来源:网易

 

原本鸟巢顶上有一个可开启的上盖,这个屋顶面积为70米×140米,和一个足球场差不多大,设计重量将近1700吨。根据中咨公司的测算,有没有盖子的造价相差到6亿元,但实际做下来,数额可能相差到10亿元。占了鸟巢总投资的1/4-1/3。

 

图片来源:太平洋电脑

 

于是,在诸多考虑下,“鸟巢”的盖子被取消,并扩大开口,降低了部分结构用钢量。在最大程度保证安全性和经济性的情况下,这一次修改设计,整整省下了4-6亿元以及1万多吨的钢材。工程也得以顺利实施,继而成为伟大的国家标志性建筑。

 

 02 

北京大兴国际机场

 

北京大兴国际机场于2014年12月开始动工,于2015年9月全面开工, 2019年9月25日,机场正式投运。

 

图片来源:一起设计

 

北京大兴国际机场航站楼综合体建筑140万平方米,可停靠飞机的指廊展开长度超过4000米。机场规划四纵两横6条民用跑道,机场建成了“五纵两横”的交通网络,1小时通达京津冀。

 

图片来源:新华社

 

这个未来感十足的机场,在建筑过程中,依然给设计师出了许多难题。

 

首先主航站楼就很难造,仅这个巨大的穹顶,由63400根钢结构焊接而成达到了5.5万吨,相当于半个鸟巢的用钢量。而且这么重的穹顶由不规则曲面组成仅靠8组C型柱、12组支撑筒及四周的幕墙结构支撑起来,形成几乎无柱的巨大中厅!建设者们需严格控制组成穹顶的63400根钢构件的焊接精度,使之误差不超过2毫米否则一旦构件的受力模型发生变化就可能发生连锁反应。

 

图片来源:吴吉明

 

巨大的新航站楼同时拥有着世界最大的屋顶面积,达18万平方米。整个航站楼一共使用了12800块玻璃其中屋顶玻璃8000多块。由12300个球形节点和超过60000根杆件组成的巨大屋顶被设计成一个自由曲面,每一个杆件和球形节点的连接都被三维坐标锁定成唯一的位置。因此组成屋顶的8000块玻璃没有两块是一样的。施工难度堪称世界之最!

 

 

 

为攻克钢网架质量标准高、精度要求高、多工种多工序交叉作业协调难度高、安全管理难度高以及工期紧等方面的难题,建设者们经过周密论证、精细模拟,对不同分区、部位采用吊装、滑移、提升等多种方法,特别是采取了“计算机控制液压同步提升技术”。该技术系统由钢绞线、提升油缸集群、液压泵站、传感检测、计算机控制和远程监视系统等组成,通过计算机控制的液压同步提升系统,平稳地把钢网架提升到指定位置,平均提升速度6~8米/小时,提升精度差控制在±1毫米以内。

 

平面图

 

大兴机场40多项国际、国内第一,103项技术专利,65项新工法,国产化率达到98%,工程验收一次合格率100%,13项关键建设指标全部达到世界一流……正式投运的北京大兴国际机场,虽然曾给设计师和建设者们出了不小的难题,但是其高科技让人称奇。从高质量建设到高水平运营,大兴机场全方位展示了我国的科技实力。

 

 03 

圣家族大教堂

 

 

圣家族大教堂为著名的建筑设计大师 安东尼奥﹒高迪的作品。自高迪1883年接手设计并主持建造,已过去136年的时间了,这栋建筑依然还在修建中。

 

 

 

 

 

圣家族大教堂,又译作“神圣家族教堂”、简称为“圣家堂”,堪称上帝的建筑,整体设计以大自然为灵感,如洞穴、花草、山脉、动物等。高迪曾经说「呆板的直线属于人类,而灵动的曲线属于上帝。」整个大教堂完全是以抛物线、双曲线、椎体、螺旋体构成充满韵律动感的神圣。

 

 

圣家族教堂是宏伟巨制,在每一个细节上却都能精雕细琢。高迪从一开始就细致地推敲每一块石头的雕刻、切割、造型,包括他与那些亲如兄弟的石匠、刀具匠、釉工及雕刻家,一起为实现一个伟大的建筑和虔诚的理想而献身。

 

 

高迪一生中43年的心血都花在这个教堂的设计上,1925年后还干脆搬到教堂的工地去住,全心全意设计教堂,直到1926年他遇车祸过世为止,一直不断地研究教堂结构设计,去世时更留下了许多宝贵的资料、设计稿和模型。

 

 

可惜的是,在1936年的内战中,几乎都被烧毁了。仅存留的模型部件,被现代设计师复原出最初的设计模型。一旦建成,圣家族大教堂将成为欧洲最高的教堂,和最华美的诗篇。

 

 

由于工程量和工程难度的巨大,资金匮乏,教堂经历了几代的建设者,依然进展缓慢。好在,官方宣布要到2026年可以竣工,这也是对高迪最好的告慰吧。

 

 04 

英国“对讲机”大楼

 

 

这是位于伦敦芬乔奇街 20 号,金融城三大地标之一的摩天大楼,因为形状像是一个对讲机所以人送外号「对讲机大楼」。

 

 

 

大楼斥资 2 亿英镑(约 17.6 亿元人民币)修建而成,建筑面积为 100008㎡,共有 37 层,造型设计感十足,与周边建筑一对比简直是鹤立鸡群。但是令设计师没想到的是正因为对讲机大楼的的墙面是凹进去的,而且墙面采用的是玻璃材质,整个大楼成了一面巨大的凹面镜,把阳光完完全全反射在对面的街道上,因为日照的位置,每天大约有2个小时会聚集阳光,晴天时照射区的温度可达到70度,即便是阴天都可以达到50-60度!

 

 

 

 

 

众多商家的店铺内出现油漆起泡融化、瓷砖破裂,地毯被烧焦等情况,更有甚者,竟然把车都烤化了。

 

 

后来伦敦政府要求建造商必须采取相应的措施,来减少这座对讲机大楼给居民带来的不便。建造商在大楼的楼体上盖了一层黑色的遮光布,避免镜面墙体反射阳光,这一做法也是无奈之举了。设计师心想:“我太难了。”

 

 05 

比萨斜塔

 

比萨斜塔作为600年的危楼,在人类建筑史上赫赫有名,它凭着妖娆的身段每年都吸引来上百万名的游客观览。

 

 

比萨塔则始建于1173年,预想的作用是钟塔,服务于当时最宏伟的比萨大教堂。光建成这座高塔,就花了几代工程师近两百年的时间。但是没想到的是,世人竟还花了600年试图将其“扶正”,人人都担心这座危楼会随时倒下。

 

工程开始不久,由于地基不均匀和土层松软等问题,导致钟楼向东南方倾斜,正是这样的造化弄人,成为当地一道特色。

 

 

为了补偿已经发生的中心偏离,工程师还特意使其向反方向倾斜。在塔的南面加高石料,调整承重柱的胖瘦以及改变墙体的厚薄等。

 

1278 年建至第 7 层时,塔身反手就换了个方向倾斜,从原来的的朝北变成朝南。

 

 

 

在历时了近两个世纪的建塔过程后,比萨斜塔立马就迎来了长达 600 年的矫正期。全世界的专家都纷纷为拯救斜塔献计献策。

 

 

比如,为了解决比萨斜塔不断下沉的趋势,工程师打算把地基周围的泥土挖出来,想让比萨斜塔的底部就能重见天日了。

 

然而并没有什么作用,反而又让塔身倾斜 2.5 厘米。

 

 

接着又想到用钢丝捆住塔身,提高塔本身的刚度,缓解塔内部开裂。

 

 

这项预应力环箍的加固工程在1991年底施工完毕,也算是解决了斜塔的燃眉之急。

 

 

1993年开始,六百多吨铅块就被陆续堆积到了斜塔的北侧(塔身倾斜斜方向的另一侧)。

 

 

这样便会形成一个强大的后缀力牢牢地抓住快要倒下的塔身,这个也称为“堆载促沉法”。但是,仅仅一年零四个月的时间,塔体的倾斜停止了,甚至首次向反方向回倾了。

 

 

就在大家没有有效治理办法的时候,斜塔项目的工程师 John Burland 教授,受一个九岁小孩的画作启发,想到了能永久扶正比萨斜塔的方案 —— 把斜塔北侧的土掏掉一部分,这样北面的土壤就会下沉,使塔身自动回正。

 

 

 

这个方法在早1962年就曾有提出,但因为看上起“过于没有技术含量”而被否决,然而就是如此没技术含量的方案,却产生了奇效。

 

John Burland 教授

 

2000年2月,41条抽土管深深地埋入塔基,与此同时,几根钢索环绕捆住斜塔二层,向北拉住塔身以防倒塌。

 

斜钻孔掏土方式示意图

 

2001年,斜塔就被扶正了近40厘米,倾斜度已恢复到130年前的模样,比萨斜塔因为危险而暂停的旅游业也得以重新开放!

 

 

设计师从来不是个轻松的工作,伏案画图,倾注心血,还要把控方方面面的细节。无论建筑设计的大小,只要参与,都要负责到底。正是因为无数设计师的勤勉砥砺,才让世人体验到建筑之美,体会到生活之美。

 

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