竞赛作品︱巧妙利用稳定结构,打造一栋维系社会平衡的垂直社区。
社会关系缔造者——于混乱中重构稳定
Social connection Tower
组员:汤赵林、邝雨晨、李政、黄河翔
2021eVolo竞赛营团队
︱项目背景︱
︱概念提取︱
(反转的巴别图书馆王澍模型和前期构思草图)
虽然王澍的反转巴别塔为我们展现了一种很好的概念和形式,但是其中也有不合理的地方需要我们去解决,比如,在反转巴别图书馆的模型中,梁与梁之间并不会因为缺少彼此就坍塌,这个模型的力学形式并不能够成立。在老师的建议下,我们把目光看向了另一种已经被证实的结构——Tensegrity张拉整体结构。
张拉整体”(Tensegrity)概念是美国著名建筑师富勒(R.B.Fuller)的发明,这指“张拉”(tensile)和“整体”(integrity)的缩合。这一概念的产生受到了大自然的启发。富勒认为宇宙的运行是按照张拉一致性原理进行的,即万有引力是一个平衡的张力网,而各个星球是这个网中的一个个孤立点。按照这个思想张拉整体结构可定义为一组不连续的受压构件与一套连续的受拉单元组成的自支承、自应力的空间网格结构。这种结构的刚度由受拉和受压单元之间的平衡预应力提供,在施加预应力之前,结构几乎没有刚度,并且初始预应力的大小对结构的外形和结构的刚度起着决定性作用。但是这个结构的最初提出者,应该归功于Snelson,1948年,富勒在黑山学院演讲中提到了一个概念,“Small islands of compression in a sea of tension”。他比喻宇宙中的天体,就像是漂浮在万有引力的拉力海洋之中的、受压的孤岛,大自然中有“间断压、连续拉”的现象。一名叫Kenneth Snelson的学生受到富勒的启发,设计了一件名为“Snelson's X” 的艺术装置作品,并拿给富勒看。富勒突然意识到,这个结构正是他苦苦寻找的答案。富勒用“tensional”(张拉) 和“integrity”(整体) 合成的新名词“Tensegrity” 张拉整体为其命名。
(整体张拉结构图片)
张拉结构在建筑中,可以让互不接触的刚体单元,通过拉索形成稳定的自平衡结构。张拉结构整体结构自身没有刚度,而自应力提供刚度。整体张拉结构有非常多的衍生和变式,其中有一个比较经典的例子,是瑞典再保险公司新办公大楼的方案。
︱方案生成︱
Needle Tower是由K.Snelson于1968年设计的,由多个Simplex单元叠起来,形成尖塔造型。压杆为铝合金,拉索为不锈钢索,现陈列在美国华盛顿特区的Hirshhorn Museum and Sculpture公园。Tensegrity tower是由多个3杆9索的张拉整体(simplex)叠加成的,每层的下部三个压杆支点落在下一层顶部拉杆三角形的边上。
Tensegrity tower这一构造很大程度的满足了我们希望展现的一种“人与人之间关系的重要性”这一社会关系网。在这样的三维关系网络中,如果单个刚体的状态发生改变,整个结构仍然可以达到平衡但是整体会随着单体发生一些变化,但是如果某一个单体彻底消亡,那么结构也随之坍塌。
联系到我们希望构建的建筑空间和它的特别的力学形式,我们希望把这一结构彻底的巨构化,把刚性的空间作为社会某一类功能空间,是社会中不同分工人群的映射,将拉索作为塔中的交通空间,是人与人之间联系的映射。 此外,在日本一个处在地震带上的国家,Needle Tower这样的结构由于自身的柔性可以在外力作用后再实现自平衡。它的底端只有三个接触点和地表直接相接,交通和建筑可以从单管交错的巨大空间穿过,对城市原有生态造成较小影响的同时也节俭了占地面积。
此外,为了应证结构的可行性,我们还对张拉整体结构的这一分支模型做了手工模型进行研究,在对手工模型进行拉压等各项试验后,确保方案的可行性。
手工模型建完明确了搭接方式后,我们便开始整体模型的搭建,同时我们也迎来了非常紧张的中期评图。在评完图后,我们也明确了后期深化的几个节点:1.拉索间的交通工具形式;2.单管空间内部的功能分区和结构形式;3.剖面表现形式;4.前期分析图修改;5.渲染视角选取和效果呈现。
︱建筑空间及功能详解︱
(2)空间组成
在落实每个单管空间中,我们选取了社会逻辑所需的基本大型空间,比如政府,学校,住宅,农业,工业,自然等空间形式,并结合单管进行使用空间的设计。其中在社会占有重大职能的人群拥有更大的空间,在这部分人发生减少或者消失时,大厦也会产生更大的震荡。
通过新的分工和组织,重构一种弹性稳定的社会关系,希望引发新一代的年轻人对自己的存在价值新的定位和思考。
(3)交通联系
在交通工具的选择上我们选择了以拉索为一种类似磁悬浮轨道的方式,列车在上行驶。通过各个节点到达各个管内,层层交错向上。
(4)建筑外形设计
虽然张拉整体结构帮我们确定了一个大体的外观形态,但是具体到单管的立面和结构设计,材质的选择上,都是我们需要细化的要点。
单管的结构上,我们选择了一种类似斜拉网格一样的结构,并在表皮上做了多种参考,前后一共换了三种单体表皮形式,最后选择一种半透膜包裹着玻璃管的造型。在半透的玻璃管外壳的功能空间中,人们有更多的可能产生视线交流,创造并加强人与人之间交流的机会,强化人际关系,使社会由分散走向集合,由对立走向统一。
︱方案呈现︱
︱结语︱
这次竞赛营让我第一次感受到团队合作的重要性,一个团结合作的小组最后才能成果的完成比赛。每个人身上都有互补的特质,队伍里既需要有强领导力的人,也需要有愿意配合深化设计的人,才能将设计有条不紊的推进下去。
困难在方案推进和出图阶段都有。第一次做摩天楼比赛,并且选了非常未来感的方向,我们在方案推进阶段的开始其实就遇到了许多困难,比如非常感谢孙老师及各位老师让我们在茫茫力学模型种比较快速的瞄准了张拉整体结构这一结构形式,并在后期我们在如何组织功能阶段卡壳的时候帮我们理清逻辑。因为采用了类似玻璃试管但是表皮玻璃呈现一片一片的外管,因为在现实中极其少见这种建筑样式,我们在效果图绘制上感到非常想象力匮乏,这一阶段韩老师和林老师给了我们很大的帮助,才有了后期效果图这样的呈现。
总体来说竞赛营给我带来非常好的体验,强烈建议线下,在竞赛的压力下提升自身的软件使用以及和来自不同院校的同学产生头脑风暴都让我觉得非常值得。
此外,新一期竞赛营开始招募队员了!
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