2007年9月8日 星期六

Rafael Vinoly東京會議中心

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Rafael Vinoly這棟東京國際會中心的建築,簡直叫歎為觀止,經常到此開會的朋友,不忘了順便參觀!
<建築概要>
地址:東京都千代田區丸之內3-5-1
主要用途:劇院、大廳、展覽館、會議廳
設計者:拉法埃爾•威尼奧利(Rafael Vinoly)註冊建築師事務所
結構設計者:結構設計集團(SDG)
設備設計者:森村設計
施工者:會議樓=大成建設JV
玻璃樓=大林組JV
規模:地下3層、地11層、屋頂間1層
地下GL-20.85m 地上GL+57.5m
建設用地面積:27375㎡
建築面積:20951㎡
總建築面積:145076㎡
竣工年月:1996年6月

<結構概要>
結構類別:鋼筋混凝土、勁性鋼筋混凝土、預製混凝土、預應力混凝土、鋼結構、    玻璃造
結構類型:會議樓=框架結構+超框架+空腹桁架
基礎類型:現澆混凝土樁丈承柱+直接基礎

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 光影從屋頂上直接投射在入口處的木板壁飾上。


1.建築師威尼奧利的設計風格

 美國建築師拉法埃爾•威尼奧利(Rafael Vinoly)的大作曾於1989年11月,在國際建築師聯合會承認的國際競賽中,被推舉為最優秀作品。關於威尼奧利的作品,在設計競賽的審查講評中,曾獲這樣的評價:「作品巧妙地結合建設用地的特定條件•針對建設專案的具體要求,提出了最恰當的建築方案和明確的功能規劃。」評語不僅表達了設計方案的推崇,同時也是對建築師的個人天賦的肯定,威尼奧利的建築設計的最大特點在於其對多種領域技術的綜合適用•他能將結構、設備、音響、照明,以及其他許許多多門類的技術、技法的成就整待於一個空間之中,並能以新的搭配,新的秩序來各盡所能的發揮作用。

2.結構上的思考

 該設施實際上是集許多功能於一身的。有四個多功能廳和各式各樣的相關設施,諸如,展覽館、商業設施、公用空間、會議廳、停車場、管理部門、中庭等,不一而足。

 針對這些設施的不同功能,加以別類地將它們彙聚於一幢輩築物中,並通過垂直及水準的內部交通線的設置,再將它們結合起來。雖然,結構若能與劃分後的空間分別對應是很重要的,不過,必須全部收容在一幢建築物中,因此,主結構設計上,主要考慮了以下各點:

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圖3

 一、將主要結構彙集幹如圖3所示的網狀部分中。這樣的方案可以說是構成諸如此類的大空間很大的大廳的老一套手法,將抗震要素統統集中市置在這裏,而將除此以外的所有其他空間的結構解放出來。

二、為了能夠將如此龐大,而且複雜的設施規劃出條理分明的結構空間,必須規定符合該設施特點的模數化尺寸。

 首先,以4個大廳地下結構的9m平面網格為基準,並統一採用半數的4.5m和2•25m等尺寸。至於玻璃大廳,為了保證其透鏡形的平面形狀,採用從中心位置向外量起的角度均等的劃分方案。在廣場標高和地下結構的部位,兩者的基本網格存在互相抵觸之處,所以,在它們的交界處採取設置相對較大的樑的方法來解決,這樣,兩者都可保持自己原有模樣,而無需變動。沿垂直方向的尺寸模數,以5m為層高的基準,加上其值的一半,即7•5m,定為首層及地下一層的層高。如果位於地下的展覽館也將地上各樓層的9m模數原封不變地用於地下的話,那麼,柱子的數目就太多了,因此,在底部採用18m的跨距,並將柱子的數目減到4 根。於是,地下三層的停車場也就變得寬敞了,可以容納更多的車輛。

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 這樣的結構,如果可以參與設計,那就爽到”戮檸檬”。

 三、為了使以42個月的短工期為前提的設計成為可能,同時還要確保竣工後的堅固而有穩定的性能和經久耐用的品質,樑、柱、斜撐一律採用鋼材製作,而樓板和牆壁全部採用預製混凝土構件,絕大部分的結構構件在工廠生產。


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 鋼材。

 四、為達到短工期建成的目標,採用逆行澆注施工法和與其相應的設計。

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 樑柱結構。

3.玻璃大廳的結構設計

 玻璃大廳的主要抗風和抗震措施位於如圖3所示的面臨山手線一側的會議樓內。該會議樓也是鋼結構的,沿長邊方向和沿短邊方向都設置有斜撐,結構既堅固,又穩定。

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 在現場攝及的一張鳥瞰圖,可以看到大樓和山手線之間的關係。

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 坐在窗邊可以府瞰山手線。 


 至於玻璃大廳本身,則是由下述7種相互關聯的結構單元構成的。

 (1)屋頂結構
 屋頂結構為透鏡形平面,全長約207m•中央處寬度約為32m,頂面接近平面、考慮玻璃屋頂的流水坡度,而底面設計成船底狀,最厚的中央處高度為 12.5m。在這船底狀的空間中,包含兩種結構。其一是形成屋頂上面呈透鏡狀佈置的受壓構件與懸鏈線狀的懸吊構件組合結構而另外一種結構則是由橫架於兩根大柱子之間的拱券和與其配套的拉結兩柱的拉杆構造而成的。為了使拱券在屋頂平面內增強水準剛度上也能發揮作用,所以,平面上也採用拱券狀。屋頂在這兩種相互獨立的結構體系的共同工作之下,勝任愉快地承受了絕大部分的內力作用。此外,再加上能使兩種結構共有的受壓構件和受拉構件得以實現的加勁肋便構成了大屋頂的全部結構。

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 屋頂結構。

 (2)大柱子
 大屋頂是由豎立於其兩側的兩棵大柱子文承著的。跨度約達124m•兩端向外懸挑長度約為45m。大柱子為由雙層鋼管製作的鋼柱出(FR鋼),為了防止大柱子發生縱向彎曲和提高剛度,而在雙層鋼管內填入混凝土。與此同時,還將雨水立管及電氣管線裝於柱內中央,對於大屋頂來說,大柱子又成了收藏設備的柱子了。高達近52m的大柱子在27.5m的高度處與會議樓相連,因此,大柱子在此處的直徑最大,而柱腳處則可按只承受軸力來設計就可以了。

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 屋頂結構及撐住屋頂的大柱子結構。

 (3)連通會議樓的平臺
 由於大柱子非常高,所以,完全不可能承受地震力和風荷載等水準力的作用,只能在大柱子的中部傳給會議樓結構。會議樓的七層(+27.5m)和四層(+12.5m)的高度處,用平臺將大柱予與會議樓直接連接起來。

(4)玻璃外牆面的豎框
如果大屋頂只有兩根大柱子文承,必然就會發生繞短邊方向的旋轉,約束它旋轉的是相距約10.5m的豎框結構,承受大屋頂旋轉所導致的拉力和壓力,而豎框本身是由小尺寸構件製作而成的。豎框在室內-側有吊索承擔作用於玻璃牆面上的水準力•同時,對豎框自身的縱向彎曲也是有很重要的防護作用的。考慮到會議樓一側的玻璃牆面的高度約為25m,所以鋼索只需一個曲率即已足夠,然而,在廣場那邊卻高達60m,因此,將牆面分成3段,並按照會議樓側的規模配置,以期玻璃牆面在構造上的均質性。

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 玻璃外牆。


(5)中間雙層水平樑結構
在廣場側的玻璃牆面的豎框結構中央•有兩榀水平桁樑分上、下層設置在那裏。上層(+32.5m)位於會議樓屋頂的高度處,以該水平桁樑向上,一直到大屋頂的上部玻璃牆面上,索結構的佈置是左右對稱的。至於下層水平衍樑,一方面要為能夠環遊大廳的坡道提供支條件 同時,要發揮作為支承玻璃牆面的水平樑能。

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 水平樑與廊橋結構。


 (6)大廳內的立柱和廊橋結構
 在上層水平樑及下層水平梁的中央都有兩個向會議樓傳力的結構。上層水平梁為2根立柱,而下層水準梁則是連接坡道及會議樓的廊橋,並對水平樑起約束作用的結構。

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 立柱。

 (7)玻璃牆面的前端桁架
 凡是作用於玻璃牆面面內的各種荷載基本上部是以作用於間距為2•5m的橫杆內的軸力的方式,最終傳給會議樓。高出會議樓樓頂的部分,即+32.5m以上的部分,由於缺少反力機制,所以,在玻璃牆面的前端就要設置空間桁架和空腹梁組合而成的結構體系,以便用來承受水準力的作用。

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 玻璃牆面的前端桁架。

 借助上述七種結構構築起了玻璃大廳,然而,細看該結構的構成還是頗為新穎的。每個結構構件都各自發揮其單一的結構功能,而且,相互之間的關聯十分明確。儘管體形巨大,而且擁有大型建築的規模,但是,一個個單獨構件卻是意外地卻是意外地小巧,並且在精巧組合的基礎上,形成完整的結構體系,從而造就了這幢建築的獨樹一幟的風格。
 (渡邊邦夫)

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 結構。

IMG_7161 大廳。

IMG_7268 公共藝術。

看幻燈片

延伸閱讀:
Rafael Vinoly南韓首爾三星總部

日本建築構造技術者協會編,滕征本、滕煜先、周耀坤、滕百譯,《日本結構技術典型實例100選──戰後50餘年的創新歷程》,北京,中國建築工業出版社出版,初版,2005,p334-337。