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原型塔 03

DRX 2013 - 结果

束筒系统

Sean Buttigieg,建筑学学士,Dragos Naicu, 哲学硕士 

束筒塔

其目的是基于集束的概念建立一个垂直网状结构,它的灵感来自于自然系统如植物细胞以及建筑先驱如芝加哥的威利斯塔。集束可以被解释成多维框架,它将可以设计一个作为程式、结构以及基础设施参数议程的垂直网。

通过基于弹簧的物理、二维和三维几何操纵以及性能分析和反馈建立生成过程以探索这种涉及方法的数字建模。通过使用一个周边框架系统并结合一个分散核心,从这个框架进化而来的原型塔以程式和结构品质的一个整体集成为特征。此外,它的空间品质被变化的整体轮廓以及塔内较大的前庭所放大。

生成过程

探索的起点为基于弹簧的模型的定义,它以定义基底和顶点以及中间截止水平数量的五个垂直纤维为特征。这些代表单个筒的纤维由100个弹簧组成并且与另一组(不可见的)弹簧在与塔的楼板布局对应水平上相交。对于具有100个楼层的450米高的塔,这一过程将每隔4.5米出现一次,因此提供了一个对于单一水平的相对控制数量。

这一设置具有许多可以产生潜在塔的显型的参数:

• 纤维硬度

• 纤维静息长度

• 链接弹簧硬度

• 链接弹簧静息长度

• 链接弹簧邻近控制

对这些参数集合所提供的可能性范围的探索产生了对标准类型最具反应的设计,它将正常地被置于塔(即整体美学、结构理念、程式分布等)。

塔的形式是通过横跨整个高度的在每一个单一层使用Voronoi 元填充实现的,这个高度被用作变形的纤维的起始点。这样生成一个平滑的周边区域,这个区域由5个圆弧和一个基于Voronoi线的内部结构。这个塔具有5个筒,其中3个截止于450米以下的不同高度。三个宽敞的前庭正是在这些区域里建立的

塔的层次

生成过程的下一步涉及一个基于从纤维束算法中输出的几何形状的结构层次的发展利用嵌入Voronoi填充的信息以及其它标准,结构体系或塔的垂直网被提取出来。它的主要构成为:

• 5 个巨型柱(位于周边元交叉)

• 周边柱和梁

• 5 个核心 (基于内部元交叉)

• 核心对核心支撑

• 核心对巨型柱链接

集束框架的一个真正的优点在于几何信息可以被扩展至许多具体层。例如,除周边柱和梁之外,也可以生成立面竖档。 

结构分析

结构被设计并眀为了顶端位移和最小钢重量而被优化。它表明作为主要的高层设计驱动的横向稳定性可以通过周边框架而实现,同时保持单位占地面积上具有竞争力的钢重量。

另外,通过引入内部结构并且将它连接至周边,横向载荷也可以由5个核心来承担,这样可能产生更小的结构元素。此外,这也在塔内引入了垂直元素,它使得横跨可行距离并对可用空间具有最小侵入楼板成为可能。

利用Karamba三维静态分析以及它的可以定义较大规模成员的内置横截面优化工具进行了结构分析,同时保持在位移和重量容差范围内。

生成框架的本性以等级输出为特征,它通过优化第一等级的成员大小提供了设计具体要求的额外机会。例如,最大化地板对天花板高度通常是理想的。这些可以通过为周边梁指定一个最大高度并且优化其它结构要素以维持整体性能水平来实现。

程式      

束筒塔的程式来源于结构体系并且提供较大的总占地面积。对一个这样大小的塔来说,通过有5个主要程式区域,从底到顶依次是:零售店、办公区、酒店(包括豪华套房)、居住区和娱乐区。另外,休息区根据三个前庭定义并且成为从一个区到另一个区的过渡带。虽然提供宽敞的空间和外向景观,但它们也清晰地表达了建议的生成框架的空间生成潜力。

使结构和程式要求相符的方法中的其中一个是通过一个事实,这个事实是有可能在主要结构构件之间提供不间断的楼板。这种宽阔性被另一个生成过程的直接输出所放大,这个生成过程是楼层间的自然变化,它以极大的创新方式提供解释空间的自由。

结论

束筒塔是一个陈列柜,集束的较宽泛的概念因为它才得以实现。通过结合系统垂直和水平发展,一个整体框架被建立,它同时传递了建筑和结构品质。 另外,它的主要优势之一是生成过程的至现场情况以及大量标准的适应性。最后,所有这些益处来自一个框架,这个框架也产生建立一系列形式和空间的可能性。