钟爱水立方

钟爱水立方 钟爱“水立方” ——论世界著名建筑之美与建筑材料的特点 如果说国家体育场“鸟巢”带来的是阳刚与健美，那么与之相辉映的国家游泳中心“水立方”则更显得阴柔和秀美。它那蓝色泡泡立方体的造型像一个水灵灵的方盒子，不仅符合中国传统文化“天圆地方”的理念，还满足了多功能建筑的要求，同时三维空间里像泡沫一样的水分子结构，又使整个建筑充满水的流动感，诗意地展现出建筑的宁静与祥和。 经过参建各方4年多的努力，国家游泳中心完成了奥运建设工作，梦幻般的水蓝色建筑投入赛事使用。 第一部分 “水立方”之美一睹为快: 下图为“水立方”华美内景: 下图为:夜色下的“水立方”流光溢彩。 “水立方”内一角 “泡泡吧”内景 附图: 第二部分 延性空间钢框架结构构成机理 泡沫原理 “Foam” Theory: 结构立面的灵感来源于Kelvin的“泡沫”理论，这样的结构形式还从来没有使用过，这样的使得这幢建筑具有一个独特的视觉效果和感受 。 基本构成 Form Unit: 基于三维空间最有效的分割，结构模型在自然界中普遍存在，例如细胞组织单元的基本排列形式、水晶的矿物结构，以及肥皂沫的天然构造。 规律 Regularity 尽管此呈现出复杂性及有机的形式，但实际上它具有很高的重复性。 规律 Regularity 尽管此呈现出复杂性及有机的形式，但实际上它具有很高的重复性。 结构构成的优化目标 1.屋顶和墙面的气枕形状具有重复性而又能保持一个随机无序的总体感觉。 2.钢结构腹杆(位于结构内外表面之间的杆件)具有高度重复性。 3.钢结构内部节点具有高度重复性。 4.弦杆构件(构成“气枕”的边线)长度和几何具有重复性 5.避免节点位于弦杆内。 优化几何形态 基于Wearie Phelan给出的“无限等体积肥皂泡阵列几何图形学”，由十四面体、十二面体基本单元沿三个正交坐标轴X, Y和Z生成巨大的空间立方体。 将空间立方体进行旋转和切割，切出建筑的外边框和内部使用空间。十四面体、十二面体被切出的边线形成上弦和下弦杆件，切割面之间原有的线即为腹杆。 经优化选择旋转角度和切割面，形成最终的结构几何形态: 气枕直径达9m。外墙的高度内约有5个气枕。 7.211m的屋盖厚度内没有过多的无效构件。 3.472m厚的墙具有较好的复杂视觉效果。 第三部分 整体钢框架结构工作特点及初步计算结果 结构体系确定 下部采用钢筋混凝土筒体剪力墙—框架扁梁—大板体系 上部采用延性钢框架空间结构(屋面、墙) 上部钢框架墙体结构刚性支承于0.000及6.400钢筋混凝土平台 结构软件 下部混凝土结构采用ETABS、SATWE、TAT、SAFE计算分析 上部钢结构采用MST、STRAND7、SAP2000进行截面优化设计 整体结构采用SAP2000、STAND7进行整体分析和抗震设计。 ——此图为焊接空心球节点 地基基础设计 依据工程地质勘察报告，本工程的抗浮和差异沉降控制是基础设计的主要问题。经过技术经济比较后，确定采用Ø400钻孔灌注桩承压和抗浮。 荷载和作用 静荷载(自重、ETFE及支架0.25kN/m2、设备0.25kN/m2) 活荷载(维修荷载0.3kN/m2) 风荷载(基本风压0.5kN/m2) 雪荷载(基本雪压0.45kN/m2) 地震作用(抗震烈度:8度，场地类别:? 一组) 温度作用 合拢温度 20? 整体温差 ，20?、,10? 温度梯度 夏季:外， 内， 冬季:外, 内， 静力计算结果: 自重下的位移。 第四部分 个人总结: 水立方之美引人深思，懂得建造才懂得设计，对于建筑形式建构的重要原则就是材料使用的逻辑性和结构与构造的真实表现，建筑本体最终被还原为材料、结构和构造这三个建造要素。而三者之间，形体是营造空间的客观条件，材质则是建构形体的物质手段。 在这个各种风格流派和理论思潮泛滥的年代，作为一名建筑师，与其在纷乱的风格与思潮中迷失自己，不如回到建筑的本体，用建造和体验的观点去理解建筑，用建造的逻辑去设计建筑。正如某位建筑师所说:“我最不感兴趣的就是风格。我觉得目前在中国真正需要的是平常，需要每个人把每件事干好，每件事需要心平气和地去做。我们强调建造与材料、空间的关系，强调建造方法的使用，做的是最最平常的事情，却给人非常特别的印象。”