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边园的结构 | 和作结构建筑研究所

边园的结构 | 和作结构建筑研究所
撰文:张准 | 编辑:原源 | 2020.06.03 13:09
摄影:陈颢

项目名称  杨树浦六厂滨江公共空间更新——边园

建筑师  大舍建筑设计事务所

结构师  和作结构建筑研究所

建筑面积  268平方米

建成时间  2019.10

撰      文  张准


 

项目源自江边码头上一处废弃的挡墙,墙体临江一侧曾是散料堆场。随着码头的搬迁,挡墙也失去了原本的作用,孤独地矗立在那里。在挡墙的背江一侧与防汛墙围合出狭长的空间,这里常年无人管理,在荒蛮状态中植被丛生。建筑师慧眼识珠发现了这里,考虑改造成一方庭院小景。

 

挡墙临江侧原貌
挡墙背江侧原貌

结构调查发现,挡墙牢固地连接在原有的高桩码头平台上,全长约90米,在距离南端约4米处,码头平台设置了伸缩缝,而墙体也随同设缝分离。经检测,墙体的混凝土强度及配筋尚可,能够改造后继续使用。

 

原设计图纸,圈出为遗留挡墙

建筑师的改造方案是在墙体临江一侧设置通长的出挑平台,平台顶覆盖倾斜的屋面并一直延伸到墙后侧,倾斜的屋檐在墙后围合出了庭院的感觉。随着屋檐的延展,斜屋面最终恢复成平屋面,同时将游人通过楼梯从墙后的地面带回到临江的平台,最终形成围绕墙体的游览环路。

 

摄影:陈颢
从墙后回到平台上的楼梯  摄影:陈颢

建筑师对结构的需求在于以精致简朴的结构回应墙体的沧桑与场地的野趣。在结构的纯技术层面,其难度包含倾斜屋面很容易受到江边大风的影响,结构需要跨越原有墙体的伸缩缝,以及如何实现精巧的构件与节点。

 

图中示意为平台及墙体伸缩缝位置

对于倾斜屋面的受风问题与精细构件间存在的矛盾,在仔细考量后发现,建筑师将屋面与墙顶间脱开的空间处理恰好可以形成气流通道,而建筑师希望墙背侧的屋面出挑足够大的距离,恰好也可以使屋面在自重下形成向后倾覆的弯矩,因此前排立柱变为自重下受拉,以便实现纤细的截面。屋檐与挡墙间的气流通道可以减小屋面正向迎风时的风阻。

 

出挑加大后的结构受力

经初步计算分析,确定了屋面、立柱、平台、栏杆均作为结构构件,且全部控制在50毫米。素钢板+反肋+实心钢立柱的结构系统是建筑师与结构师对以往项目的延续。

 

前序项目(花草亭、例园茶室、后舍) 摄影:陈颢(左)、田方方(中、右)

墙体正面迎风时向后倾覆,使平台细柱维持受拉,但是当墙体背侧迎风时下垂的屋檐更容易兜风上掀,细长立柱可能因此过度受压,如何抗风成为棘手的问题。

 

左图:正面迎风时的受力趋势,右图:CFD验证可见涡流分布,箭头为主要风路

起初考虑过加大屋面自重、加大屋面反肋尺寸以及增加檐口抗风拉索等,但最终结合场地,关注到在挡墙背侧不远的废弃防汛墙。场地环境对风的流向是有影响的,曾经的防汛墙是否可以充当防风墙成为了关键。经过CFD计算验证,挡墙恰好起到了预期的挡风作用,防汛墙围合出庭院空间的同时,也成为结构抗风的必要措施。

 

背江侧的废弃防汛墙
左图:背面迎风时的受力趋势,右图:CFD验证可见涡流分布,箭头为主要风路

处理新增结构跨越挡墙伸缩缝的问题时,考虑到建筑的尺度比例,并未将端部的4米墙体拆除处理,而是设置了兼顾座椅的结构反梁来跨越分缝。

 

左图:平台立面跨缝  右图:平台剖面
结构跨缝的座椅  摄影:陈颢

释放伸缩变形的构造为:在端部挡墙的背侧新增立柱,承受平台的竖向力,平台端部设置U型箍板“抱住”原有挡墙,利用挡墙防止平台面外倾覆,箍板与墙体在顺墙方向留有变形余量,确保码头平台板的伸缩自如。

 

左图:标记为分缝位置,右图:端部抱箍与附加立柱

结构的节点设计中充分利用建筑面层,以及构件安装顺序来隐蔽螺栓的痕迹。在近距离体验时,这些处理减少了加固连接件的视觉干扰。

 

施工阶段暴露的反肋在面层完成后与节点一同隐藏

结构在与建筑及场地的因借互动中自然而然地设计完成。结构构件虽然全部暴露可见,但是在对建筑品读的第一感受中却似乎被忽略,成为“透明”的存在,这种露而不显的结构处理需要结构师从技术出发对建筑的体会,但更多来自建筑师对于结构感受的把控。

 

纤细钢柱形成的细框,以及看台  摄影:陈颢
摄影:陈颢

特别鸣谢香港中文大学博士生陈军及同济大学硕士生夏晔在本文撰写过程中提供的帮助。

 

建筑作品发布:《大舍建筑新作:边园,闲逛者的场所》

 

 

完整项目信息

项目名称:杨树浦六厂滨江公共空间更新——边园

项目地点:上海杨浦区杨树浦路2524号杨树浦煤气厂码头

规划设计:致正建筑工作室、刘宇扬建筑事务所、大舍建筑设计事务所

建筑师:大舍建筑设计事务所

结构师:和作结构建筑研究所

建筑设计团队:柳亦春、沈雯、陈晓艺

结构设计团队:张准、张冲冲

项目协调团队:张斌、王惟捷、王佳绮、郭怡妦

景观设计咨询:一宇设计YIYU Design、上海罗朗景观设计工程有限公司

建筑面积:268平方米

设计时间:2018.03-2018.11

建成时间:2019.10

文章作者单位:同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司-都境设计院

 

 


 

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关键词:
和作结构建筑研究所
边园的结构
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