预张拉索网结构观景塔设计

建筑设计与结构材料选型

基乐斯山观景塔斯图加特，德国，2001，sbp小组成员：苏章娜郭焕金方素林逸风胡沁欢KillesbergTowerinStuttgart,Germany，2001sbpPARTI项目基本概况PARTI项目基本概况结构师JörgSchlaich（1934~）约格·施莱希德国斯图加特学派结构工程师。在桥梁、大跨结构和复杂结构方面有开创性工作。是SchlaichBergermann&Partner.事务所的联合创始人事务所SchlaichBergermann&Partner1980年由JörgSchlaich和RudolfBergermann成立。参与了1972年慕尼黑奥运会场馆的设计.结构师简介PARTI项目基本概况结构师JörgSchlaich（1934~）约格·施莱希·1953-1955StuttgartUniversity·1959TechnicalUniversityofBerlin·1959-1960CaseWesternReserveUniversity

inCleveland·1963Leonhardt&Andrä事务所·1980成立SchlaichBergermann&Partner事务所结构师简介PARTI项目基本概况代表作品桥·VidyasagarSetuorSecondHooghlyBridge·HoernBridgeinKiel,Germany塔SchlaichTowerinWeilamRhein,Germany·KillesbergTowerinStuttgart,Germany,2001体育场馆·Nelson-Mandela-Bay-StadiuminPortElizabeth,SouthAfrica,Mai结构师简介PARTI项目基本概况建筑卢斯事务所结构sbp事务所建筑所在地德国，斯图加特，基乐斯山建造年份2001基本规模总高43m，结构高度40m，底直径21m，4层平台，48根交叉绳索348级台阶中央桅杆直径508mm结构类型预张拉索网结构建筑造价约118万欧元PARTI项目基本概况设计概念

原计划为1993年的世界园艺博览会建立，为游客提供一个纵览公园的观景点在这里，塔完整了斯图加特的U形绿化系统，并将之从斯图加特的心脏地带，延伸到基乐斯山山顶，观景塔成为城市型的花园景观地带和城外郁郁森林大地的过渡点U形绿化系统/GrüneU由景观设计师汉斯·卢斯规划设计的斯图加特城市绿化系统，连接各个公园和城市花园，Killesberg塔从一开始就作为U形绿化系统的重要标志点。PARTI项目基本概况设计概念

原计划为1993年的世界园艺博览会建立，为游客提供一个纵览公园的观景点在这里，塔完整了斯图加特的U形绿化系统，并将之从斯图加特的心脏地带，延伸到基乐斯山山顶，观景塔成为城市型的花园景观地带和城外郁郁森林大地的过渡点U形绿化系统/GrüneU由景观设计师汉斯·卢斯规划设计的斯图加特城市绿化系统，连接各个公园和城市花园，Killesberg塔从一开始就作为U形绿化系统的重要标志点。旧草图PARTI项目基本概况设计概念从外观上看，观景塔的结构原型来自于施梅豪森的冷凝塔。基乐斯山观景塔施梅豪森冷凝塔PARTII建筑设计特点PARTII建筑设计特点区位分析ROSENSTEINPAKKLEIBFRIEDSCHERGARTENWARTBERGKILLESBERGKillesbergTower位于KillesbergPark,KillesbergPark是斯图加特市的景点之一，也是平时市民休闲活动的场所。其可分为KILLESBERG,LEIBFRIEDSCHERGARTEN,WARTBERG,ROSENSTEINPARK四个部分。

KillesbergTower位于其中的KILLESBERG部分。PARTII建筑设计特点区位分析KillesbergPark

公园历史上是一个

工业用地采石场。这里的砂岩被集中开采了很长一段时间，留下了参差不齐的人工地形，就像是未愈合的伤口。之后经过新一轮的公园设计，KillesbergPark重新焕发生机，巧妙地地形改造和增加的众多小径成为了公园主要景观。而Killesbergtower便是这个时间段建造起来的。如图红线区域为塔所在的区域PARTII建筑设计特点总平面分析奶吧塔咖啡馆玫瑰谷亲水花园春秋花甸园公园餐厅KillesbergTower(图中红点区域）周围地势较为平坦，分布着奶吧，亲水平台，公园餐厅，春秋花甸园，玫瑰谷，咖啡馆的景点和设施。塔四周树木繁盛，景观视线良好。建筑对环境的呼应PARTII建筑设计特点亲水花园平台观赏林玫瑰谷春秋花甸园KillesbergTower在其周围形成了四个景观带，从塔上往四周望去，景观感受互有不同。PARTII建筑设计特点周边环境图片建筑对环境的呼应PARTII建筑设计特点观景可选择在不同高度俯瞰周围，且360度无死角。建筑对环境的呼应PARTII建筑设计特点仿佛空中悬浮着超大的鱼眼相机建筑对环境的呼应PARTII建筑设计特点仿佛空中悬浮着超大的鱼眼相机建筑对环境的呼应PARTII建筑设计特点景观倚靠高度优势，优美纤巧的体态可轻易进入周围环境的画框建筑占对环片境的集呼应PAR牢TI句I建筑册设计炉特点倚靠得高度搭优势启，优造美纤配巧的集体态敲可轻烂易进阅入周菌围环示境的矩画框建筑对才环境的秤呼应PAR英TI绕I建筑设燃计特点塔上福安有膨六个映发射喉器，五在夜促晚可臣发出蠢绚丽驶的光鸣彩各层件平台牧示意键图PA外RT族I择I建筑设哗计特点PAR届TI躺I建筑设缝计特点各层平尤台示意武图PAR古TI承I建筑设喇计特点各层弓平台免示意舰图PAR杯TI繁I建筑设炉计特点各层法平台际示意旅图立面图PAR朵TI胁I建筑设壮计特点0.黎00英0m8.0紫00m16.恒000哭m24.幅000芳m31.拘000摔m33.袍500阶m40.腾400符m竖向关滋系与懒视线PA角RT居I裂I建筑设窃计特点城市近郊远郊庭院花园公园绿化森林通过合正适的高尝度设计知，在城落市的任胖何位置唇都能看界见塔。段在塔上愧也可饱更览整座扬城。交通叔流线PAR企TI漏I建筑设提计特点如DNA双螺密旋般何上升PA柄RT仔I堆II结构选型与构造设计规分析建筑遮结构朴形式斯语言但与建植筑空乓间特址点PAR继TI度II结构选池型与构亿造设计嫁分析基乐斯剃山景观脉塔整体受使用预开应力张拉索旁网结载构，董外部冻没有裂封闭窝性围单护结构教，护注栏使开用钢陵索网各。整悉个观耽景塔除基础谋外均使是用钢结盼构构件创。纯钢成结构在逐带来剃技术五感之粘余也臭十分绒具有食雕塑感。由于外膜部不具饭有封闭抓结构，寺塔身受到阵的风泻荷载垄很小目，观车景塔肥的结率构构件尺寸罗主要由前活荷载旋及自重民决定。投这使得观统景塔的钉索网、弓楼板、鞋楼梯、姓桅杆等结粱构构件沟尺寸均运比较小邪。建筑结不构形式守语言与桃建筑空翠间特点PAR曲TI撕II结构戴选型棒与构俯造设螺计分极析整个雁塔身猴向上弹逐渐贸收窄顷的形突式十分符合考细长比籍较小的促建筑结朴构受力锁的要求。远远望蹦去，钢薯索消隐鄙在空中特，若隐若暑现，掀建筑借体量剧十分质轻盈甲。双唱螺旋楼梯渣盘旋死而上泳，塔计身逐毕层收胖窄，跪步步向上中，观驶景塔利的空瓣间序箱列在胞最高摧层平台达皆到高艰潮。建筑屑结构旦形式念语言波与建阅筑空叠间特芳点PA捏RT缩慧I和II结构选含型与构吨造设计圈分析观景塔一爸共有艳四层少平台旷，每凉层平奶台并不是发完整的下圆，而教是中间花掏空的红圆环。作为观错景塔，知游人（搬活荷载把）主要胸集中在平担台的脉边缘旦，便笼于观垂景。由于活屿荷载主匠要集中衡在边缘奖，平台中心的迹楼板在经功能上磁作用不膊大，在漆结构上，铺楼板霞不起未主要浴承重届作用督，靠斥近桅司杆的地路方被召掏空僚可以凤减轻堵自重谎，节索省材题料。同时减羊少受风绝面积。建筑季结构馆形式序语言派与建鸟筑空驰间特客点PA彼RT里I肃II结构选减型与构栽造设计氏分析另一方帽面，楼子板中心谷被掏空贯使得四层平台秧在视线睁上相互双贯通，熊精致的适结构能够洞被清饲楚地往看见逆，丰读富了椅整个肥建筑辣空间的层宵次。楼梯预只设遍置踏晶面不瓜设置型梯面临的设理计既减获轻了座自重签、减胞少了哄受风于面积扎，又牵使得观景训塔的空拖间通透厉性更强必。建筑狠结构蜂形式盾语言警与建碗筑空芳间特非点PA励RT阶I述II结构湾选型够与构细造设务计分堤析在地面鞭上平视姑塔从下往困上看塔建筑叔结构晌形式蕉语言蚀与建酬筑空茫间特蠢点PAR丑TI堤II结构选堆型与构斯造设计陵分析从塔痕上往铸外看从塔敏上往访外看建筑结仇构形式昼语言与执建筑空钱间特点PAR吊TI肤II结构猾选型口与构笼造设祥计分悔析从塔上率往下看从最已高层场平台碑看花存环桅志杆交奖接处建筑结团构层级分战解与受瓶力分析基础恶桅杆催与花协环PA蹲RT疤I援II结构厨选型糠与构派造设继计分盯析索网平台梁漫与平台螺旋楼避梯预应力勾索网结茧构攀结构烦师泻施莱肌希建筑结尽构层级许分解菜与受给力分颠析基础春桅杆墨与花叉环PA则RT烧I论II结构枣选型鸭与构度造设粱计分布析索网重要结架构构件环尺寸建筑姓结构层级撑分解浮与受牧力分姑析承重撤体系PA袄RT嘱I酒II结构选将型与构菜造设计抹分析受压寄的塔济柱用淹于在眼索网苗内产普生预赶应力力学模岛型中环渡向索提语供的横雪向刚度袋实际上暴由四个壤观景平可台产生建筑结挑构层级驼分解迅与受乖力分谦析承重体削系PAR片TI究II结构玻选型腿与构帆造设候计分梅析观景荣平台购充当果了环刻向索摩的角贞色事实斥上，兰横向尽钢索搬并不仔是连生续的怎一个蜜环建筑降结构层级分鲜解与受押力分析承重态体系PAR肆TI咸II结构选纲型与构盛造设计晓分析桅杆鲁对基不础的看力桅杆内狱力桅杆对精基础的删力拉索对翅压力环见的力预应力啄拉索对扔基础的法拉力预应力别拉索受春到的拉绘力拉索交崭接点受付到的力拉索拉受到不的拉仗力由于风农荷载小蝴，水平喉方向的球力不大交，主要宴受力为悲竖向力掉。竖向力由塔但柱和索记网共同府承担。济在网格静上一部稿分以预张拉桨的索胖向向奋下传仁递，砖一部雄分悬前挂在梁上部病花环腹的压院力环坛上，涂对塔太柱施判压。枕连接崭索网作与塔场柱的俘平台地，由罢凹形患薄板放置贞在辐絮射的忠平台舞梁上吸，增笑加了患塔身凭的横碧向刚州度，糠使整寒个系炕统得筹以稳奏定。凝因此棉塔柱辽可以脉如此雁纤细惭。建筑段结构层级分诊解与受右力分析PAR卸TI长II结构润选型歼与构蹈造设巾计分晃析LLabc基础吩、桅蕉杆、棍花环效、预程应力索真网组部成结季构整漫体后途，大大地想增大了保结构的兵长细比，币在预占应力剂索网贱的稳员定作用下确，桅杆诉不易被卫弯曲，因而桅豪杆的截岂面尺寸数可以大大缩状小。承重体著系PA倾RT搜I坏II结构热选型座与构筒造设券计分字析桅杆加与基盒础连域接处鱼为铰鼠接，谊节点旁小，有效公地消恢解了枣桅杆礼的弯邮矩，赵受力胞合理创，视觉上让人抽感觉桅墨杆脱离伴地面，辽使整体结构悉更为避轻盈喝。桅杆与刮基础特殊结漠构问题预应力漆钢索与堤基础之办间节点歉也为铰碍接。钢索与沙基础特殊结油构问题钢索授与花肯环PA放RT逗I爱II结构扔选型胁与构寻造设蹄计分熟析预应力般索网在就顶部压遗力环处冻，每两仓条钢索沿铰接在扑一个压竿力环下法部的转烘换点上蹦，相应够的转换食点上部斜则铰接环有一条尼拉索酒。压逃力环捐一方桃面改普变了撒传力绿的方物向，讨另一舌方面降保证逢了索塑网的箱完整展性和文稳定呆性。最后绘悬挂酬索网阿收束谁在塔封的顶灶部，姜把索障网受码到的呆力传榨给桅泊杆。特殊结甩构问题平台倒梁与遵楼板PA授RT聋I魔II结构选嗓型与构木造设计窗分析铰接铰接桅杆平台梁钢索钢索与衣平台梁肉交接节丝式点平台梁斜两端分奔别铰接鼻在桅杆哭和钢索忠上，节掏点铰接吗而非都刚接首使节亡点可诞以设常计得舒比较窜小。纠凹形薄钢碑板焊接滥在辐射好的平台储梁上特殊绩结构纠问题平台堪梁与意楼板PA赤RT庄I跟II结构选艺型与构咳造设计教分析主梁主梁主梁主梁次梁凹形距平台见板单头元特殊狮结构袖问题平台与耕楼板PA者RT井I速II结构选莫型与构号造设计蔬分析主梁次梁边圈梁加固梁内圈梁首层仓平台译梁架平台够梁与嫁楼板特殊威结构千问题平台民与楼浪板PA塘RT盈I诉II结构门选型肆与构辟造设待计分写析铰接铰接桅杆平台梁（主梁唯）钢索钢索与膨平台梁割交接节觉点在有慎集中意活荷毙载（租一个堪人）告作用明在平符台上球时，桶力先传到挪平台，尾由平台惕传给平坟台梁架担，再把突力传给桅杆叮和拉滨索。麻当有东均布妙活荷稍载时碧同理妄。钢板集中活吹荷载特殊努结构芳问题平台梁超与楼板PA他RT俭I岁II结构选鸽型与构蛇造设计睬分析活荷载由于希平台院梁两疾端均负为铰损接，忽有活右荷载矮时，弯矩脖分布个大致食为两华端小严中间月大。乎平台谢梁的立面尺越寸设搬计大毁致与粪弯矩肆图相皇符。梁立静面示扇意简厦图特殊歼结构坛问题平台梁姥与楼板PAR部TI尚II结构选宿型与构罢造设计病分析平台梁影受集中材荷载剪星力弯矩庭图（根阴据楼妹板位展置设掠想受踢力范醒围）平台梁桥受均布免荷载剪妖力弯矩斜图（根关据楼城板位涛置设伶想受解力范基围）特殊结僵构问题楼梯PAR忽TI风II结构选薯型与构棉造设计备分析观景塔蒸的楼梯次由两组到螺旋梯裳组成，约两组梯婆以桅杆钱为中心涛中心对发称，每一组梯有晴四段楼滑梯，与掩常见的匪两条边执梁尺寸蹄一致或姿接近的辽楼梯不去同，观清景塔的猎螺旋楼见梯由单蛾边梁进燥行主要架承重，她另一条水边梁作星为次要疑的承重游结构。杠上下相养邻的两段楼梯谁的外秋边梁织被同钥尺寸润的梁起连接葛起来锹。承重的露外边梁欢截面尺寇寸较大部，边梁手与外部猴预应力这索网间枣用金属安构件连伏接在一刮起。两蓄条边梁轧与平台嘉焊接。特殊结娃构问题楼梯PAR幕TI张II结构选君型与构络造设计设分析在楼梯拣上有活勾荷载时载，大部疲分力从痰踢面传演递到外若边梁（害粗）再权传递到案预应力凤索网上伯。少部加分力传采导到内者边梁再避传导到家平台上断。即整段辣楼梯主俯要由索线网悬挂活。特殊的征楼梯受吹力设计贤使楼梯辆的内边扁梁可以顷使用界养面尺寸晶较小的竭构件。整段六楼梯酬既具悔有一滤定的休雕塑陆感，抄又不醒至于浊太笨佛重。建造过黎程与建提造特色整个塔河除了基朗础为现套场浇灌其外，均采用辉预制偿的钢拾材。其中悠，由街于其捧楼梯利的特敌殊造啄型，为了保贡证现场阴组装的纸顺利，身设计团渗队先进冈行了试摇装，确创保无误乱之后拆炊卸运输镰到场地绍。所有拖的钢构碌件都在克现场使兴用栓接爽或焊接殊的方式擦组装。第一在步：匹现场节焊接挥基础命钢筋还网架焊接预留索律网与基衬础连接节点作的钢筋PAR桂TI忧II结构选姓型与构海造设计质分析建造脱过程低与建换造特蛙色第二花步：宝现浇露基础PA始RT资I炊II结构选沸型与构爹造设计揉分析建造过提程与建描造特色第三苹步：迟现场近浇制析索网远与基膨础连接信的墩PA禁RT绍I染II结构谁选型鸡与构但造设盗计分暑析建造膊过程且与建什造特俗色PA琴RT顶I娘II结构选镇型与构卸造设计位分析第四锄步：列将第副一节柔桅杆蠢焊接瓦到埋件上与沾基础相老连第五步：安搭建级脚手遥架，将平种台梁铰接到任焊接在爪桅杆上耻与平台梁竟连接的导节点，建造第森一层平份台，安亩装第一宣层的康楼梯建造招过程捡与建抖造特江色PA灾RT指I睡II结构扮选型装与构舞造设意计分傲析第六积步：款以第你一层蛇平台要作为省基准堵工作平面弊，往上徐焊接安睛装下一段桅费杆，搭蛋建脚手丹架，将平台梁死铰接到焊接旺在桅杆上平台独梁与桅杆联连接棉的构件从第二见层平台劝与桅杆乒的连接节亡点悬穴下钢迈丝索妇连接箭在第一层蛇平台上有，作为苍临时承重构拢件第七永步：单循环陕步骤迟六至券所有炒平台叫安装完顶毕第八步壳：在桅凝杆顶部合安装塔稍顶部的索网转乒换层，犯并让它画自然下垂建造过盐程与建个造特色PA绣RT坛I温II结构选陵型与构犁造设计懒分析第九恭步：齐将塔舒身部炎分使贺用的解钢索一条一蜜条地固还定在索挠网转换丛层的泻压环背上，宽并根据结铜构网佛与相扑应的赛基础墩连接第十步呈：连接川外部索愉网与平详台，楼梯等属构件，嘉对索网施加预朴应力，壤固定索瓶网及索帆网与昌其它魄构件禾之间的节点第十括一步线：撤除除临辜时承要重钢再丝索塔结豪构部狮分完脖成特色构纽奉造设计正文捉用18号字PAR菠TI书II结构献选型疫与构搁造设齐计分水析把基础寒埋在地弊下，仅泼裸露铰衰接点，膝使观景捧塔与地菠面的交织接十分怀轻盈。特色构的造设计外围栏蜘使用金洗属索网悦用金属窗构件把宴围栏悬翻挂在预秩应力索搞网上PAR场TI程II结构求选型女与构展造设劈燕计分哈析特色仁构造伴设计内围需栏结滤构从内垦边梁报向上谋伸出及竖钢震柱，言内围低栏网派悬挂烂在竖剂钢柱孤上。PA疮RT竟I抢II结构侮选型宾与构恒造设傅计分朴析特色构雄造设计灯具防悬挂坑构造PA仁RT灵I佣II结构选御型与构俗造设计臭分析特色构演造设计正文用18号字PA繁RT嘴I哪II结构选演型与构余造设计涝分析平台梨梁与序桅杆豪铰接垒构造特色椅构造矿设计PA讲RT师I学II结构选肌型与构新造设计守分析钢索空他中相交望固定节蛇点ShukhovtowerRussia，1922H=350mCableNetDryCoolingTower

Germany，1974sbpH=146mLocationWeilamRhein,Germany，1999sbpH=20mKillesbergTowerinStuttgartGermany，2001sbpH=40m原型1.0版3.0版2.0版结构演进PA厕RT若I裤II结构依选型代与构像造设本计分傲析KillesbergTowerDoubleHelixLookOutTowerLandesgartenschauWismarLookouttoweronPodvrsiuVeselicehillPyramidenkogelPetrinObservationTower相似桂结构任比较Ki勤ll杆es促be柔rg私T绞ow盆er显得抗更轻叼盈更填优雅PAR石TI坏II结构选津型与构御造设计涝分析不同结构桃比较砌体结构预应力混凝土刚架结构索网结构安全性经济性技术喂性PA鸣RT泄I贞II结构勒选型来与构涨造设缴计分拾析PAR湖TⅣ模型删制作PAR取TⅣ模型制狂作节点机模拟钢丝网宴与地服基节涌点基础墩组与地基华之间用502连接援以模遵拟混敌凝土辨现浇恳，而闷钢丝纺网穿律过基纷础墩往上小哈孔以岔模拟铰接节点钢丝网裙相连节宫点通过地方形术开孔鬼小块显将交患叉钢膛丝网近固定罗在一病起，垂模拟惭钢丝串网之滥间的奇金属雪稳定斤节点。PA归RT凉Ⅳ模型古制作节点模霞拟楼板与氏桅杆节岛点楼板梁序模拟实摘际节点找的形状费，但是骡出于模敏型稳定拿性的考款虑，节牌点被方指法。另料梁与桅冻杆以及讽具体节碰点之间句均为502相连监，为阅刚性脚节点窃。与哑实际袄的铰绕接节存点有盯偏差桅杆顶肥部节点桅杆顶劳部圈环梳开24个小洞尊，将透江明鱼线冈从中穿暴过两次拼模拟塔撑顶索网护收束环抛的节点PAR贯TⅣ模型挽制作建造傍过程研模拟预制楼知板因没蚁有办踢法模幸拟实扮际建昂造过云程中耍现场蹲焊接动钢楼极板和专钢梁钩的过饺程，瞎所以尽先将说每层筑楼板皆和梁万先预园制好恶放在糊一起率备用杠。PA搁RT蒙Ⅳ模型制聪作建造过连程模拟楼板搭恭建先搭建缠固定楼臂板高度然的脚手驾架，将呀每层楼瓣板置于朗脚手架陆上，再旗将桅杆拉从上到致下穿过芽各层楼痒板顶到槐地面上雹。此过场程模拟浅分层建同造每层描桅杆和需楼板的收过程。PAR跨TⅣ模型朽制作建造过恢程模拟钢丝网种搭建从桅袄杆顶膀部开裤始，剪将24条鱼法线穿烤过顶菠部固击定件洋，在愤压力导环上睛打结锤之后隙，依宝次交辉叉穿嫌过每价层楼闭板周谢围24个圆形透小孔，脊最后与皆