建筑师的结构美学SANAA

组合功能使用小心得SANAA建筑事务所妹岛和世&西泽立卫SANAA建筑事务所由妹岛和世和西泽立卫于1995年共同设立，他们有着相似的建筑理念和教育背景，所以他们的设计过程及最终成果也十分相似，很难区分某一作品是某一建筑师独立完成，所以我们把他们的建筑作品不做独立区分，一起进行探讨。SANAA作品特点：强调当代建筑轻薄的时代特性，强调建筑给人的空间感觉。他们的作品有“细致、轻盈、直观、简洁”的特点结构“我想日本人不太可能像意大利人那样去做非常厚重的建筑。日本的建筑师一定会用某种方式去表达建筑的轻盈感。但这不是说建筑能够简单的被破坏。这只是建筑存在的一种表现方式”——西泽立卫“轻”的特征体现：1、清淡的建筑色调，白色的建筑构建、金属和玻璃等轻质材料的运用使建筑在观感上失去重量感。2、切分、架空、错动等体量操作手法使得SANAA作品形态相对传统建筑稳重的形象更加自由。3、建筑构件非常规尺寸的使用，柱子直径的变小，墙体厚度的变薄使空间构成要素的抽象画，弱化建筑的物质量感。特点一“轻”结构O博物馆在O博物馆的项目中，SANAA将钢桁架结构与悬臂梁原理结合，把常用于大跨度建筑中的结构运用于小建筑设计中，来实现建筑轻盈效果的表达。特点一“轻”日本/Japan1995/1999OMUSEUM结构钢桁架悬臂梁结构桁架结构将结构梁中的弯曲作用转化为轴向作用，通过调整结构高度，提高了结构效率，是大跨度建筑中常见的结构形式。悬臂梁由简支梁两端挑出的悬臂段组成，悬臂段是荷载可以抵消梁中部的部分荷载，同时悬臂梁段的挑出也有理由建筑体量漂浮于地面形态的表达。特点一“轻”O博物馆主体结构弯矩示意图O博物馆主体结构轴承图结构在瑞士劳力士学习中心的设计中，SANAA通过将不同跨度的预应力钢筋混凝土拱在空间中相对自由的排列，创造了建筑体量轻盈的观感效果。特点一“轻”瑞士劳力士学习中心日本/Japan2004/2010ROLEXLEARNINGCENTER结构预应力钢筋混凝土拱形结构拱形结构是建筑中另外一种常见的实现跨度的结构形式，通过在结构中施加预应力，可以提高跨度水平。这座建筑具有两层外壳，形成建筑的外观形态。两层之间是11个预应力钢筋混凝土拱结构。小一些的壳体由4个拱形结构支撑，有30m~40m长，大一些的壳体由7个拱形结构支撑，有55m~90m长。这些拱形结构由70个地下预应力钢筋拉结。特点一“轻”拱形结构受力示意图结构为了减轻建筑结构自身的重量，建筑的屋顶采用了轻钢结构和木梁组成的混合结构。南北向的屋顶被分为若干段，主次梁的结构为工字钢。东西向的部分次梁采用了层压胶合木，因为这一方向的梁需要预先铣削成特定的几何形态。屋顶主次梁的同样以分布位置进行了预先的编号，经工程制造现场装配完成。特点一“轻”拱形结构受力示意图顶部轻钢结构施工主梁、次梁、层压胶合木梁分布结构SANAA设计的纽约当代艺术博物馆是整体作用的结构。整体作用结构以基本结构单元为基础，每个基本单元自身有足够的强度，建筑整体通过基本单元的叠加来完成。预制化、机械化的操作保证了工程的完成质量。特点一“轻”纽约当代艺术博物馆日本/Japan2003/2007NEWMUSEUMOFCONTEMPORARYART结构整体作用结构纽约当代艺术博物馆的结构以整体作用的预制钢框架盒子为基本单位，在竖直方向上堆砌实现的。建筑内部唯一的纵向连接是平面中部的电梯核心筒。预制盒子外围的桁架系统有效的抵抗了建筑的水平作用力，并在建筑角部实现了局部的悬挑。特点一“轻”拱形结构受力示意图结构整体重心位置示意图结构构件分布结构“对我们来说，墙体或楼板的厚度有时非常重要。这不是个美学问题，如果你考虑一下李子林住宅，从3厘米增长到15厘米就会侧地改变你的感受，并创造出一个不同类型的空间”——妹岛和世“薄”的特征体现：1.轻薄的墙体设置反应了其对建筑构件维度的约减的追求，同样相似操作还表现在屋顶、楼板等建筑构件上。2.对建筑维度的约减还体现在对建筑体量的操作上，通过使用极限的比例，超薄的体量令建筑表现出非常规的长宽比，减弱了建筑的压迫感和体量感。特点二“薄”结构在丰岛美术馆设计中，SANAA通过对预应力混凝土拱的空间中非常规排布方式的运用，发掘了这一传统结构形式的潜能。特点二“薄”丰岛美术馆日本/Japan2004/2010TESHIMAARTMUSEUM结构整体作用结构特点二“薄”穹顶结构拱布置丰岛美术馆预应力混凝土拱在平面上的排布在常规穹顶的结构设计中，比较理想的矢跨比为1/4—1/5，而圆形或正多边形的空间形态，也方便结构自身荷载的平衡。在丰岛的项目中，SANAA采用钢筋混凝土预应力拱在平面上依形体等高线排布的方式实现了建筑富有挑战的空间形态。筒形拱结构拱布置丰岛美术馆结构拱布置结构特点二“薄”丰岛美术馆建筑屋顶施工过程施工过程，建筑屋顶壳体采用反向施工的方法，先用土将建筑空间的形状堆出，再在上面用钢筋和混凝土将壳体浇筑成型，等结构完工后，再将土壤从屋顶两个洞口中挖出。结构在李子林住宅设计中，超薄的墙体作为SANAA设计的重要概念，为了约减结构构件数量，缓解建筑内部局促的空间感受，建筑没有采用常规的梁柱称重体系，而是利用划分空间的墙体直接承担建筑的荷载。特点二“薄”李子林住宅日本/Japan2001/2003HOUSEINAPLUMGROVE结构特点二“薄”李子林住宅剖面局部住宅的主体结构为薄型夹层钢板，这些墙体作为承重结构的同时也承担空间划分的任务。建筑内的隔墙由单层钢板构成，厚度仅有16mm，建筑外墙是双层钢板中间填充15mm厚聚氨酯泡沫，整体厚度50mm。薄型夹层钢板承重墙中钢板的密度是C30混凝土的3倍，强度是C30混凝土的20倍。薄型钢板复合墙体结构“对我们来说，清晰的阐述每个项目独特的固有关系是非常重要的。我们总是力求体现人们在建筑中可以有怎么样的空间体验，也就是说，清晰地表现设计的想法，不是通过形态或者其他内容，而是以最简单、最直接的方式呈现。概念的清晰表达是以一个简单的想法或简单地方案为基础的。”——妹岛和世“少”的特征体现：为了表达完整的集合形态，他们作品中常常出现的“方盒子”形态，在设计中他们倾向于使用正交形式，这样要比使用曲线形更为方便，通过建筑局部的聚集来获得简单的整体形式。特点三“少”结构结构构件的约减和隐蔽SANAA作品纯洁的空间氛围通过建筑构件的约减与隐藏来实现。电动弹珠游戏厅二号为了扩大建筑玻璃立面的面积，整个玻璃盒子的屋顶由四颗柱子悬挑梁支撑，立面幕墙采用玻璃肋作为支撑结构。建筑一面厚墙不仅容纳结构柱，同时也为空调、通风、照明等机械设备提供了安置空间，此外电话亭，洗手池等辅助功能也附着在墙上。特点三“少”游戏厅二号门厅门厅横剖面结构对于传统小建筑来说，砌体结构和框架结构是经济而理想的结构形式。而在东京青山住宅项目中，通过利用高层建筑中核心筒承重的结构方式，实习对平面空间的彻底解放。特点三“少”小住宅日本/Japan1999/2000SMALLHOUSE结构结构体系选择为了减少建筑内部构件数量，四块地板由位于建筑中央的结构核心筒支撑，核心筒内部是旋转楼梯。结构核心筒材料由工字钢构件及斜撑组成。围护结构主要由钢板填充墙和双层中空玻璃幕墙组成。建筑立面洞口均隐藏设置在钢板填充墙上。玻璃幕墙围护一侧采用隐框式的固定方法，弱化钢管龙骨对建筑整体的影响。特点三“少”青山住宅结构轴承示意图结构局部漏水在直岛渡轮码头项目中，屋顶设计中SANAA为了追求建筑屋面薄而平的视特征，尽可能的减小了屋面排水坡度，大约为0.5%。但直岛降雨时间集中，由于屋面坡度小及施工误差，屋面雨水积聚排水不通畅，甚至在柱子和屋顶交界处产生了漏水现象。导致的问题直岛轮渡码头超平屋面局部漏水结构墙体保温缺陷在李子林住宅的项目中，SANAA为减少墙体厚度对空间效果的影响，墙体厚度追求极致的“薄”，双层薄型钢板中部填充聚氨酯硬质泡沫。这一极限厚度的设置，在原理上基本满足了室内保温的要求，然而建筑建成后，业主在冬季已然无法在建筑内部舒适的居住，李子林住宅的墙体保温设计方面是不成功的。导致的问题李子林住宅剖面局部结构能源浪费SANAA建筑常用玻璃幕墙呈现透明特征，而玻璃建筑在追求透明度的同时遇到了能源浪费的问题。在金泽美术馆的设计中，大面积的玻璃幕墙使室内产生强烈光感，使室内过高的温度，而且遮阳设备的运用对建筑立面纯洁的整体效果造成了一定的破坏。导致的问题李子林住宅剖面局部结构