对仙台媒体中心结构的研究

对仙台媒体中心结构的研究 孙真 建筑学 09 1 班 20094210 一 概述 仙台媒体中心 sendai mediatheque 简称smt 是在仙台市青叶区开设的复合文化设施 于2001年1月开馆 由伊东丰雄设计 由仙台市图书馆和艺廊等组成 不但是仙台的文化收 容中心 也肩负了艺术中心的任务 馆内除了 媒体中心 的功能之外 还有艺术工作室和 艺廊 而1楼的开放式广场 也活跃了艺术 音乐和文化活动 二 对结构的探讨 现代建筑运动中柯布西耶的多米诺体系提供出一种建筑空间的原型它由作为结构要素的柱子 平板和作为空间联系的楼梯三个要素组成 而伊东正是借用柯布的多米诺体系开始模拟 在 仙台媒体中心的方案中 6个线性的50m 50m的正方形楼板 13个网状柱 独立于正方形平面 之外的消防楼梯 构成隐含在其中的多米诺形式 从结构要素来看仙台媒体中心可以视作是由 平板和立柱所构成的体系 1 板 管 皮的系统 板是结合了楼层的平台 人与物的互动和交流在平台上通过媒介进行 楼板是钢制夹板 厚 度在 6 mm 25 mm 之间 该复合板厚 400 mm 和 70 mm 厚的混凝土板组合成为 470 mm 厚 的合成板 其跨度可达 20 m 在平面上一块楼板的面积达到 50m 50m 和大多数建筑不同 媒体中心没有一根结构梁 楼板由管道直接支撑 这是对多米诺体系的新的演绎 它参照了 船 的构造 楼板的结合部是焊接起来的 一些钢件的制作是在船坞里进行的 而焊接工作也是 造船工人完成的 板呈现为薄而方形的片状外貌 吊在不同高度的中空空间 以迎合业主的不同要求 且避免 一种亘古不变的外观 并形成韵律 每一楼层的功能都不一样 按照合同的约定 各自的楼 层是由不同的设计师和建筑师完成的 每一楼层在颜色 层高 形式和材料上都不一样 风 格迥异 以此来创造成层效应 就好像城市中的不同片断 管在结构上从垂直方向上将板连在一起 贯穿于建筑物的屋顶至地面 这些柱状物的直径2 m 9 m 不等 建筑四角的管道同时承载来自垂直方向和水平方向的荷载 其余九个管道则 只作为支撑垂直荷载的单元 它既是支撑结构 又包裹起许多不同的要素 阳光 空气 空 调和通风装置 给排水 强弱电 垂直交通等 媒体中心的柱状物 管 是整个建筑中最有 特色的地方 它的存在才使得媒体中心得以按照柯布西耶的方式创造了平面特 色 实际上就是按功能上的要求 摆脱了形式上的局限性 从管的角度来说 仙台媒体中心 的设计完成离不开现代技术的作用 然而媒体中心并不是所谓的高技派风格 在高技派建筑 中 技术决定建筑物的外形 并且是作为建筑物的基本元素所标榜的 伊东则把技术作为工 具来解决复杂的结构问题 他让技术方面的元素服务于自己对建筑光线的诗意化要求 在伊 东最初的概念中建筑仅仅被抽象为板 管 皮三个元素 然而建造一栋能真正投入使用的建筑 物 加入楼梯 坡道 管道等其他元素是必要的 但是这样可能与其他建筑就没什么区别了 伊东后来的研究就是在探讨加入许多其他元素后仍然保持原来独一无二的风貌 他将这些元 素巧妙的作为内核放在柱状物里 似乎又隐喻了些什么 如果将管道比作树干 树干支撑着 树 水和养分穿梭于其中 管道的作用于这一器官颇为相似 伊东本人也多有将这一束束钢 管比作树枝 在伊东的草图上也写到 海草一样的柱子 媒体中心的空间感受像走在一座建 筑风格变化万千 街道各具特色 有广场和公园的城区里 树的存在创造出不同的空间 在 这里人们选择地点做自己的事情 皮是外部要素 将建筑物的内外分开 就如同人体表面薄薄的肌肤一样 它能够维护内部环 境 并且满足每一层的功能要求 与此同时 表皮构成了一个简单的系统 柯布西耶在中把建筑划分为体量 表皮和平面三个要素 他认为表皮的处理可以强化或破坏 体量 事实上 柯布的建筑体现的是展现体积的雕塑之美 强烈的阴影之美 而表皮在柯布 心中是没有独立地位的 是为体量服务的 伊东丰雄认为 由于建筑所占的空间的有限 因 此建筑最后容易显得封闭和简单化 表面化 在建筑秩序中 理想的建筑类型是更开放的 室内外自然地联系在一起 并且从功用的角度看也是如此 最终的理想建筑是一个通过拓展 那些理念并以某种方式与自然相和谐的自然物体 他的这个观点具有启发性 同时也具有相 当的现实性 就媒体中心而言 不仅其内部建筑结构可与城市空间相媲美 大楼外面的树木 也反射在玻璃的楼体上 这层皮使室内外空间既有界限 又保持着一种彼此若隐若现的双关 的美 如果观察者的视角好 大楼的内部好像被外部空间所覆盖了 内外浑然一体 这种印 象在楼体内部更加明显 街道似乎伸手可及 朝向大街的立面好像消失了 媒体中心成为城 市空间中的重要元素 当人们观察一下媒体中心的立面 剖面 图2 就会发现 它们之间 是同一的 站在街道上你就可以感受到来自建筑内部若隐若现的空间体验 三 总结 1 关于板 从最后呈现的结果来看板上存在两点值得关注的问题 首先是连续约45 cm 厚 的板没有任何分隔和阻断 强调出一种逻辑的彻底性 其次是挖洞由于柱的穿越板上分布着 一系列位置相对随机的圆洞 而事实上板上的应力分布并非均匀 从板当中所分布的横梁情 况也可以清晰地发现这一点 因为从受力来看由于柱的随机穿越客观上造成跨度的复杂变化 靠近板边缘的部分又形成了较大的悬挑与柱交接的部位由于开洞的行为又必然会存在应力的 集中 既然如此 那么板厚的处处一致这种看似理性的行为就值得怀疑 事实上这种行为从 经济性的角度来看代价也是巨大的 因为结构上稳定性的要求以受力最大也即板最厚的地方 为标准 2 关于柱 仍旧从最后所呈现的形态来观察 立柱上有这些值得关注的地方 首先是管径 不同的柱子相对随机的分布 其次是由更细的钢柱所形成的管网状的形态 还有便是整体上 呈现出扭转的态势 考虑柱在整个结构体系中所占据的主体地位 如果从结构理性的角度来 看这些柱最终是要作为一个整体来承受荷载 那么最为合理的情况应该这些柱子拥有统一的 管径均匀地进行排布 集束状的管柱虽说有利于应力的传递 可是直接带来的后果便是单个 柱的整体性下降 从而导致抗扭能力的下降 所以便产生了水平向的拉结杆件 而柱的扭转 更是造成扭转拐点的应力集中 所以这些扭转点的位置便取在和板的交接处以刚性节点相联 系这样却进一步破坏了柱结构体系的独立性 与板的拉结处理更是与其在结构中的地位相 矛盾 而就伊东本人所讲当地震时整个结构会是象水草般摇摆以消除地震纵波所带来的瞬间 的应力变化 施工中的照片 管柱体系与板的交接 参考资料 1 伊东