有哪些看起来违背力学原理的建筑?

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比如「大裤衩」之类。


首都国际机场T3航站楼的雨篷,在座的各位感受一下

最大悬挑50多米!和结构PK的时候我总是举这个例子^-^

然后让结构用设计费怼回来……

当然我这个回答的主角不是这个啦!

对T3航站楼的膜拜一直持续到我知道了这货

施工过程图两张

釜山电影中心,位于釜山市一处沿海的新开发的区域,这里沿袭着典型亚洲式的大规模开发模式。2005年,由蓝天组的创始人Coop Himmelb(l)au主持设计的方案在竞标中获胜,他的设计采用巨大的悬挑,形成有遮蔽的公共空间。这一理念使方案得到业主的赏识,成功中标,于2011年建成使用。

基地原状

效果图

在竞标之初,方案就已经确定以巨大的桁架结构实现悬挑,同时已经确定桁架结构需要由两个支点,而非通常的一个支点来进行支撑,支撑点位置的桁架高度相应更大一些。

在桁架结构中,上面的杆件受拉,下面的杆件受压。这个悬挑结构从尽端到支撑点的距离有85m,同时也并非一种简单的直线形态——悬臂的下表面崎岖不平,这也对整个桁架的不同截面提出了不同的形态要求。

优化模型

结构优化

最后

最后介绍一下实现这个项目的帅气结构男神

Christoph Gengnagel原本学的是结构专业,毕业之后,他做了8年的工程师,却逐渐为工作中缺乏设计感到困惑,终于决定再次回到校园,去攻读建筑——不是要改行,而是为了提高他的结构设计水平,闹明白建筑设计到底是怎么回事。毕业后,他再次回归结构工程师的身份,进入德国最有实力的结构事务所Bollinger+Grohmann工作,还在柏林艺术大学建筑学院教结构,甚至担任了学院的院长。 如此交错的经历,让结构的理性和建筑的敏锐完美地结合起来。实现了这个项目。

致敬这些伟大的结构大师!


(共13张图)

“张拉整体结构”(Tensegrity Structure)

先放几张图你们感受下

来源:Kenneth Snelson – Father of Tensegrity

来源:同上

来源:同上

来源:Needle Tower - Wikipedia

张拉整体Tensegrity)是一种基于在连续张力网络内部应用受压构建的结构原理。其中,受压构件之间并不接触,而预先张拉的构件构成了空间外形。 (维基百科)

受压杆件不相互接触,造成一种“杆件漂浮在空中”,或者“杆件被绳子撑起”的错觉。
结构里的拉索是预张拉的,而不是靠自身重力进行张拉。所以即使把它放倒也不会影响其刚度。

最简单的“张拉整体”结构就是下面这种啦

这个结构的发明者叫Kenneth Snelson。当年他还是21岁,在大学里遇到了替任教授的中二老头——富勒

富勒与Snelson | 来源:Preview Gallery: Kenneth Snelson

Snelson受富勒的启发,研制出了初代“张拉整体”装置 "X-column" (下图)

来源:Letter to R. Motro

于是Snelson就屁颠屁颠地拿去给富勒看了。富勒把玩良久后,平静地问:“能把它暂时放我这吗?”当时还年轻的Snelson虽然有些犹豫,但还是答应了。之后,这个原件就......“不见了”......之后富勒跟Snelson讨论了改进方案,并让他跑到镇里买材料做模型。模型做好后,富勒自己拿着这个模型拍了下面这张深(zhuang)沉(bi)的照片。(Snelson哭晕在厕所)

来源:你不能上的 https://www.pinterest.com/kessleraj/people/?lp=true

改进后的版本的确是更突出了这种结构的概念,但Snelson本人并不同意这个改进。因为他认为“X-Column”有继续向三个维度扩展的潜力,而老富的只能一根轴往上怼了。细心的人会发现,这俩都不是严格定义上的“张拉整体”。

之后富勒一边安慰Snelson“出名会来的”,一边发表、办展览,但就是不把Snelson的名字加到创作者名单上。

当然,要挪用一项发明,最重要的一步就是给它起个名字,身为长者的富勒深谙此理。于是赶紧给它起名“Tensegrity”,也就是 tension(张力)和 integrity(整体)的结合。

(以上情节均来自Snelson自己的讲述,可能会有失偏颇。参考:Kenneth Snelson、Letter to R. Motro)


什么?你说上面这些顶多只能算个装置?不能算建筑?那你就对了,因为Snelson也坚持认为自己是个艺术家,而不是工程师。上面作品的绳索和棍子长度都是他手动调制的。

“张拉整体”用于实践的确是很难,目前真的改出来能用的项目寥寥无几。


1.Kurilpa Bridge(设计者:ARUP)

这座桥仅仅是上面桅杆部分算得上“张拉整体结构”

(来源:Kurilpa Bridge - Wikipedia)


2.MOOM (设计者: 小嶋 一浩+东京理科大学学生团队)

这个算是一个变体啦。不过所有杆件互不接触还是挺有违反力学感的。我觉得这种结构的优点在于,普通的帐篷,支撑其它的杆件承受的是弯矩,也就是杆件需要被掰弯才能表现出足够的强度。这对杆件的材料要求很高。但这种结构里,杆件受到的是轴力,只要用普通的材料就能实现。

来源:MOOM Tensegritic Membrane Structure (Noda) by Kazuhiro Kojima

来源:同上


3. Swiss Re Next(设计者:Christian Kerez)

虽然只是个模型,但它指出了“张拉整体”结构应用于大型建筑的一种可能性。(以下是我的猜想)在这里,杆件变成了垂直的“交通条”,跟传统的核心筒一样,这些“交通条”用来抵抗重力,称其建筑。但不一样的是,核心筒只能局限在垂直的单个体量里,而这些“交通条”则在楼板、钢缆(相当于"张拉整体"的绳索)的约束下,呈现出分散、倾斜的自由状态。从而有一种新的结构催生出了新的空间模式。

来源:还是 https://www.pinterest.com/fernancarrasco/christian-kerez/?lp=true


补充:

我当初看到“张拉整体”结构时总觉得它是随风摇摆、摇摇欲坠的状态。其实它整体的刚度还是很强的。能翻墙的朋友可以看看这个视频:https://www.youtube.com/watch?v=xDNohDRWTvU 展示了Snelson的Needle Tower立起的过程(以下是截图)


谢邀 @周鑫 。说一个这几年纽约开始流行的超级细长塔楼吧--不至于违背力学原理…但是挑战了原来的高楼高宽比,纤细到看着颤颤巍巍。

先放一张“老"高楼帝国大厦和“新”高楼432 Park Avenue的同框照片,这两栋楼高度接近,但大家感受下他们的瘦长度。。。

首先这么做的,是普里兹克得奖建筑师Portzamparc的One57以及Rafael Vinoly的432 Park Avenue,尤其是后者,一栋超高层(96层)的极其纤细的天价公寓楼,即使在纽约的高楼林立的天际线里,也非常耀眼。

432 Park Avenue

One57


据统计,在接下来的2017-2020年,曼哈顿中城有18栋这样的超级细长塔楼(super slenders)在建设或规划中。将极大地改变纽约天际线。

环绕着中央公园的南侧,将会出现好多“根”高楼(借用高赞回答)

这其中不乏大师作品,比如:

Jean Nouvel

SHoP

Herzog de Meuron

Foster + Partners

这些楼在结构上虽然比以前的楼更有挑战,但难不倒现在的技术(无非是投入的问题)。相比结构问题,其引发的经济和社会影响则更大:

其一:这些楼之所以能造那么高,是因为开发商进行了一项土地交易上的“创新”。买下了两个地块,并把其中之一的“air rights”(可类比容积率?)补给了另一块地。众所周知,高层公寓的售价是越高越贵,这样的叠加从经济上肯定是划算的。

其二:这些楼大多聚集在中城,中央公园南侧,其高度对中央公园造成了不少影响。比如one57就被认为是第一栋在中央公园的核心投下阴影的高楼。这样的豪宅开发是否侵犯纽约市民的公共利益,已经引发讨论。

其三,前几波的曼哈顿超高层建筑,都是以办公、酒店为主的公共综合建筑(比如帝国大厦、洛克菲勒大厦、世贸中心等等),而这一波超高层,则主要为大平层豪华住宅(所以才会显瘦,毕竟住宅需要采光,无法做大进深的平面)。前者有益于城市,且容纳了诸多从业者,后者则基无贡献。从这一点上往深里想,西方的橄榄形中产社会确实开始撕裂了。


PS1,目前这种纤细豪宅楼的typology只出现在了纽约,东京香港新加坡这些同样高密度的城市并未出现,也颇值得研究。

PS2,最后,也许资本至上的纽约真的会出现这样的楼吧:

(这是一个当地建筑师用以architecture为媒介进行的创作,并不是真实项目)


小透明没想到一天拿了1.4k的赞...

特别是还被几个大v翻了牌子,我今天手机都没离过手就想看看现在多少赞了23333

最出乎我意料的是多了一百多个关注...

我回答这个问题只是出于心血来潮,并不能稳定输出干货,希望关注的人不要嫌弃我 _(:3 」∠)_

我现在是个大二学生,能力有限,平时也没啥时间,不过大家要是相信我有什么问题还是可以邀请我试试,我尽力 ?(? ???ω??? ?)?.

——————————以下正文————————————


谢没人邀

1、托罗哈的马场看台

波浪形的钢筋混凝土挑出屋面12.8m,最薄处只有5cm

当时的数字还不很成熟,为了让这巨大的悬挑成立,托罗哈通过结构试验单元做了几次试验,最终将拱壳的纵向截面选为双曲抛物线,这样对受力相对最为合理。

图为屋顶的应力曲线,内部钢筋的布置也是根据它来的。

而且这货在西班牙内战中挨了几炮还没垮...

从剖面图可以发现,巨大的悬挑是通过后部的拉杆平衡前面的倾覆力,同时吊起下面的交易大厅

2、迪埃斯特的图雷特公共汽车总站

这个造型比上一个更夸张,厉害的是,这个车站是砖砌筑的

壳体的横剖面是倒悬链拱,这样壳体在重力作用下只存在压力,拱之间的侧向力相互抵消,边缘的侧向力由边梁承担。与上面不同的是,该结构前后对称来平衡倾覆力,单个壳体中拱顶受拉力,因此在拱顶集中埋设钢筋

同时壳体中还运用了预应力钢筋,让壳体预先受压,减小拱脚侧推力。施工时先埋设顶部环状钢筋,再和中段预应力钢筋相连,最后在腰部连起来,像是8字形。

类似的还有

同一个建筑师的我也不知道是什么东西,被称为seagull

是类似金贝尔美术馆的悬臂梁,同时也有用到预应力钢筋

3、舒霍夫的舒霍夫塔

先上大佬照片

弗拉基米尔·舒霍夫以他在结构设计分析领域开创性的工作而著称,他创造性的发展了双曲壳塔、网状壳体、张拉结构、栅格壳体以及储油罐、输油管、工业锅炉塔架、船只和驳船等各种各样的结构体系。
  舒霍夫是一位石油工业、房屋结构和桥梁结构领域杰出的改革家,同时,他还开创了双曲结构体系的新领域。这些以非欧几何中的双曲线为基础的结构,在今天被称为旋绕双曲线结构。他还给出了分析这些结构体系的数学方法。舒霍夫最为人所称道的就是他那独具匠心的双曲壳塔的设计,比如以他的名字命名的舒霍夫塔。
百度百科

舒霍夫塔双曲面的直杆远看像是渔网,却能支撑一百多米的高塔,而且就算把图片倒过来看反而更合常理...反重力做到这个地步说是苏联第一工程师也不为过。

塔原本是用来做通信塔的,2002年不再使用,由于年久失修,俄国政府曾打算拆除或搬走,不过最终在群众的坚持下保留了下来,将永久成为莫斯科河畔苏联巅峰时期的纪念碑。

不知道广州小蛮腰有没有参考它


感谢诸位答主,你们把一位前建筑师逼得没项目可答了,于是他准备借着以前学过的结构设计拿一些他喜欢的桥过来,打一打擦边球。

从桥下过,会不会觉得很魔性?有没有一种要翻过去的感觉?

更魔性是在桥上的角度,而且尤其考虑到这是一个铁道桥的情况。

要我是坐着这条线上的轻轨,也许第一反应是跳车吧。

这就是著名的西班牙结构师,建筑师Santiago Calatrava的众多神奇桥梁中的一座,名叫Jerusalem Chords Bridge。

这是这个项目的模型,大家对结构分析有兴趣的,可以看这个链接:Bridges, string art and Bézier curves

Calatrava的桥总是以大家常识外的形态出现,从而达到反重力的效果。

Alamillo Bridge,这是多么具有雕塑性的存在。

这个桥初看还挺正常的:

但是你别轻易走上去,走上去就又飘逸起来了:

西班牙的Campo Volantin Bridge,有兴趣可以搜一下。

这是都柏林的地标,Beckett Bridge,又一个优雅的存在。

可是上桥的时候,感觉全世界汇集到一点了有木有。

这就是神奇的桥们的作者,Santiago Calatrava,一个挺帅的西班牙老头。

最后,再放一个他的雕塑,也是一个通信塔:

感觉人类奋斗了几千年与重力的抗争,到他面前,重力变成了玩物。

如果说在桥上谁能跟Calatrava拼设计,那只有结构设计公司Arup能够应战了。

这是之前有朋友提及的张拉整体桥,Kurilpa Bridge,是Arup和Cox Rayner Architects的合作作品。

大家熟悉的桥每座桥都是笼子一般的桁架,而这座桥,四面通畅,那些柱子都如浮在空中。

这也是一个表面上看起来正常的桥:

而其实不然,又是一个斜拉桥:

这座桥叫Elizabeth Quay Bridge,也是飘忽走位的代表。

之前去太原,见到过一座神桥,是太原的北中环桥:

大家且看,如此高的拱,如此稀疏的斜拉,如此神奇的拱的走位,以及完全不偏不移的桥面,真不愧为我工程帝国的杰作。

直到有一天看到这样的景色......

也就是说,整个桥并不是由拱拉起来的,多亏了桥下的柱子们.....换句话说,是一个最普通的桥加上了几个装饰性的钢拱门......

最后再分享个Arup给2022年北京张家口冬季奥运会设计的桥吧:

Arup和Calatrava的桥,大家更喜欢谁的作品呢?咱们一起在留言区讨论吧!

相关知乎Live:

波澜壮阔的20世纪建筑史

知乎 Live - 全新的实时问答


同济大学四平校区图书馆。

从楼下经过看起来是这样的,看起来很平常的老建筑。

从远处第一次看到的时候我下巴都快掉下来了…

补一张结构图(经评论纠正应为剖面图…)

查了下资料,同济大学图书馆建于1965年,采用预应力悬挑结构。这个建筑师太有想象力了……不知道是中国人还是苏联人修的……
(经评论提醒是同济老师自己修的,并且牛的是结构工程师不是建筑师……反正牛的是你同济建筑系/土木系……两边慢慢争吧…)

———以下为评论区补充———
@大象 这是同济大学自己设计建造的,和苏联没有一分钱关系。图片中周边的小房子是原有图书馆,因为不能满足要求,需要盖新楼。但是国家给的预算太少,根本无法支撑拆旧楼盖新楼,当时土木学院的老师经过计算,采取了这种结构形式,保证了上部空间,同时保留了下部旧楼。在这里,建筑真心是个配角……同理还有同济的大礼堂,也是在经费严重不足的情况下,采用了自平衡的受力形式,保证了大跨度低含钢量礼堂的可行。
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另外补三个评论区提到的同样类型的建筑:

解放军驻港部队大厦(原威尔士亲王大厦)

香港大学嘉道理生物科学大厦

(当时上学时候经常在楼下柱子中间抄近道……胆子挺肥…)

深交所大厦(代号黑色大宝剑)


gmp做的德国国家体育场改造的雨棚


原本是这样

后来被gmp改成了这样

屋顶,像极了云朵

近看,支撑屋顶的小胳膊小腿

结构是这样的

体育场内延与外延处的结构高度被最小化,女儿墙呈低矮的水平状,视觉上得以尽量隐藏。这样,新的屋顶结构不会太过突兀,而体育场原有的历史感也不会被破坏。轻质的屋顶内部设有20 个倾斜的钢柱支撑, 结构柱跨达到40 米,突出处最大达到46 米,而屋面整体深度也达到68 米。同时,20 个底面直径35 厘米、顶面直径25 厘米的圆锥形柱在视觉上甚至不易被觉察。


大家感受一下


集中浏览了下评论区,更新下答案。

说个我参与的设计:广西文化艺术中心Nanning CAC。

建筑师是德国gmp,施工图单位华东院。由于早已离职,原东家就不向大家透露了。

首先申明: 我是结构工程师,所以外形的锅我不背。迫于建筑师的才 / yin 华 / wei 发展出这样的体系我表示惭愧,好在几轮结构优化做下来算是没给国家费钢 (~ ̄▽ ̄)~ ,最后的超限审查也算过的有惊无险(遇到奔放的本地专家,偷笑)。


先上建筑效果图:

无渲染的Rhino图:

从定性的角度上看,它有不少违反结构设计原理的地方,随手举几个:

1. 三个钢屋盖结构的平面拱桁架全单向布置(体系不是单层网壳),建筑面材为特别重的石材,这造成了屋盖结构在与拱平面垂直的方向上特别柔(脑补一下骨牌怎么倒的)。解决方案是在两榀拱桁架间增设水平连系杆,这些杆件会在罕遇地震下进入屈服、成为主要的耗能构件。此外,每个屋盖结构增设四道承载型屈曲约束支撑,用以提升侧向刚度。

2. 建筑师不允许在云状雨棚结构下部设置任何竖向支承,所以雨棚的竖向、侧向荷载全要通过三个闭合的环形四弦桁架传递至屋盖结构上(见下图)。环状桁架的悬挑长度特别大,建筑允许的桁高又特别低(仅3米),造成桁架嵌固端下弦的轴压力特别大,强度甚至都有问题。解决方案是降低雨棚结构的附加恒载、再三增加压弦的壁厚并内设加劲板。

3. 雨棚结构也是由平行的单向桁架组成。建筑不允许在两榀桁架的下弦设置连系杆又要求弦杆纤细。下弦杆很多为压杆,没有侧向支承的情况下稳定性堪忧。即使进行了屈曲分析来反算计算长度,仍有很多杆件的长细比、稳定性应力达不到规范要求。考虑几何非线性进行弹塑性全过程分析后,安全因子(极限承载力与设计承载力只比)也是很勉强达到规范要求。解决方案是降低雨棚的附加恒载、增大管件直径、缩减雨棚投影面积等。


上三张结构计算时的有限元模型吧(FEM截图来自sofistik,建模是Rhino+grasshopper):

当时几个月,每次和建筑师开完会,我基本都是这样的。

什么?你问我建没建?建得其实还挺快呢。

给自己来个正恩的皇家赞


广西容县真武阁。二楼中间四柱悬空!

听老一辈人说,以前连一楼的斗拱和中间四柱都是悬空的,可是现在被塞了木块和石头底座。

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哈哈= ̄ω ̄=人生头一回一百个赞呢,开森。我再补充一些内容吧。

真武阁全称经略台真武阁(是明万历元年即公元1573年的原物Σ(????)?),1982年定为第二批中国全国重点文物保护单位。但我觉得保护得不大好,所在景区还建了别的杂七杂八的东西(?í _ ì?)。

关于结构,非行家不大懂,下面是摘自百科的:
其结构采用三层檐、歇山顶、穿斗式构架,通高13.2米,用近3000条铁梨木构件,以杠杆结构原理组成稳定的统一体。在楼层明间缝与角柱相交的位置,有四根金柱贯穿二、三层,上承屋面和三层楼面,二、三层屋檐挑的后尾插入柱身,但金柱柱脚是悬空的,下离二层楼板面5~25毫米,是这一建筑最大的结构特点。
所以,设计时中间四根柱子就是悬空的。好像这个叫做抬亭式。
结合多年研究,傅博将悬柱结构形象地称之为“抬亭式”,简单来说,真武阁的二、三层及屋顶部分用4根悬柱加穿枋组成整体性的亭子式样构造,然后明代工匠将此亭的重量传给每边超过六道的穿枋,再传到贯穿整栋楼阁的主要受力柱,也可称为擎天柱。——《真武阁古建筑 四柱悬空 榫卯结构》

我再补几张图吧,搜来的,侵删:

其实还有一个更神的地方,真武阁没有地基的Σ(?д?|||)??没有地基!没有地基!
一楼的20根柱子下面,是石头的底座,这些底座貌似是可以换的。换句话说,真武阁只是相当于一张凳子摆在那里罢了。。。

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都200多赞了,好开心(?&>?&

关于地基我补充一下吧:

其他古建筑虽然不会把木头插土里,但是也会挖个坑垫些砖石做好地基吧,说不定还会加上砖石做的承重墙。可是真武阁只有柱子没有墙。

另外,真武阁实在经略台上面修筑的,而经略台里面全是沙子(⊙x⊙;)

结构呢由上往下大致这样:
1 真武阁木质主体
2 一层柱子的石头底座(全部可更换,无墙)
3 经略台(里面全是沙子,建国后被吃瓜群众打过防空洞才知道的)
4 河滩


谢邀

埃拉蒂奥·迪埃斯特的所有建筑吧,这位来自乌拉圭的前辈,他的每一件作品,都让我感觉自己是个弱智

埃拉蒂奥·迪埃斯特是一个集建筑与结构一体的天才,他的所有作品均采用配筋砖结构,包括屋面结构在内。上面已经有知友提了一些他的作品,我罗列一个体量比较大的吧,于1983年建成的唐.博斯克学校体育馆

仔细看一下屋顶,是的,红色是砖砌块,这个跨度达45米的屋顶是由砖砌筑的。

埃拉蒂奥·迪埃斯特在这里使用了一种叫做高斯拱的结构形式,在一定跨度条件下,筒壳的矢高相对较大,但随着跨度增加,筒壳截面厚度增加自重过大,因而不适用于大跨度结构(实际应用的跨度上限是15米)。但是,大跨度低矢高的薄壳,内部压应力也随之增大,容易受压失稳。一般有多种方法可避免拱壳失稳,如加大结构的厚度,但会增加结构自重,同时加大水平推力;或者增加提高刚度的支撑肋,但粗壮笨拙的肋破坏了光滑的结构表面。而高斯拱沿跨度方向剖切,截面是一条悬链线。当剖切面垂直于跨度方向移动时,悬链线的矢高随之变化,呈斜放“S”形。它起伏的波峰出现在最容易发生失稳的跨中,中点的波浪形加强了壳体刚度,避免结构的失稳。而在跨度的两端,曲面完全变平,与两侧的墙体容易衔接。同时,大跨度低矢高的高斯曲面,将产生强大的水平推力,因此需布置拉杆平衡推力(如上图所示)。

作为一个与伍重、丹下健三同时代的建筑师,迪埃斯特因为其对现代主义的鲜明抵抗,并没有得到其应有的声誉和地位。但老头子看起来偏左的思想值得我们思考。资源与财富并不一定能够创造和谐健康的环境和社会。一味的挑战和突破极限,意味着否定材料各自的优势,却并未推动人们为了实现美好的社会状态而思考与实践。


谢邀。

*共20张图片,阅读时请注意流量。

“看起来违背力学原理”的建筑,往往都是最为精确地遵循了力学原理的;只是设计者通过同样巧妙的视觉欺骗等设计方法,让力学原理看起来“失效”了。

顺便提一句关于建筑师与结构师的关系:双方健康的合作关系应该是相互促进、共同探索最优解,而不是互相指摘——结构工程师是帮助建筑师在适合的范围内解决问题的,而非无条件接受建筑师所有的所谓“创意”(完全不懂结构也不会沟通的建筑师也没什么创意可言);反过来,建筑师对体量和造型的操作,很多时候也是综合各种因素的成果,不是懒惰的结构师拿来抱怨只愿意做方盒子的借口(也许不是不愿意,单纯就是水准不到,不会做)。

备注:结尾有私货,仅表达倾向,不代表认同,不展开讨论。

陆家嘴展览中心(OMA)

OMA新近在上海的项目(图1~4)。又是一个巨大的悬挑,留出了街道的空间。从深交所大厦开始(抑或更早),库哈斯在中国的项目就有了这种明显的倾向:整座建筑最出彩处做一个夸张的悬挑,将下方的公共街道空间让出,悬挑也可以定义下方空间的场域。虽然从CCTV开始,这种有意为之的公共空间就没有真正对公众开放过,但是这个做过记者、给成人片当过摄像的荷兰人,依旧用自己的圆滑和狡黠在一个既没有真正的私人空间也没有真正公共空间的国度顺利地留下一个个反讽的标志,冷眼之后,是反骨吧。

图1. 望江台上使人愁. 图片来源:OMA completes industrial-style exhibition centre in old Shanghai shipyard

图2. 图片来源:OMA completes industrial-style exhibition centre in old Shanghai shipyard

图3. 夸张的悬挑与下方的公共空间. 图片来源:OMA completes industrial-style exhibition centre in old Shanghai shipyard

图4. 概念模型. 清晰的桁架结构. 图片来源:OMA termina el Centro de Exposiciones del puerto de Lujiazui, Shanghai

洛申巴赫学校,Leutschenbach School(克里斯蒂安·克雷兹,Christian Kerez )

最近几年大热的瑞士建筑师克雷兹的成名作之一(图5~9)。清晰而大胆的结构逻辑,剔透的表皮与空间,作为一个启蒙(Enlightenment)的场所,再适合不过了。

图5. 正立面. 一层和五层仿佛没有结构支撑一般…图片来源:Leutschenbach School / Christian Kerez

图6. 要有光. 图片来源:Leutschenbach School / Christian Kerez

图7. 真的不是玻璃撑起来的混凝土楼板么?图片来源:Leutschenbach School / Christian Kerez

图8. 通透的内部无柱空间. 桁架看起来也太细了点…图片来源:Leutschenbach School / Christian Kerez

图9. 看似不讲道理但是实际非常合理的结构. 图片来源:https://sk.pinterest.com/pin/532128512193139565/

雕塑作品(卡拉特拉瓦,Santiago Calatrava)

大家可能对这位西班牙建筑/结构天才的建筑作品很熟悉了(其他答案也有提及),但是我最喜欢的其实是他九十年代中期的各种桌面尺度的雕塑作品,完美地运用了张力与压力的平衡,创造出了各种看起来完全不可能稳定的稳定结构(图10~13)。

图10. "Head". 第一次看到的时候下巴掉了一会儿…哪位朋友画一张受力分析图?图片来源:Santiago Calatrava: Sculpture Into Architecture

图11. "Untitled". 图片来源:Santiago Calatrava: Sculpture Into Architecture

图12. "Running Torso". 图片来源:Art (Thumbnails) - Santiago Calatrava - Architects amp;amp; Engineers

估计是老先生后来觉得总做“案头工作”不过瘾,索性在巴利阿里群岛上的Es Baluard博物馆里做了一个大尺度的……

图13. Bull Sculpture, Es Baluard Museum. 咋看出来是牛的…?图片来源:SANTIAGO CALATRAVA

“悬念”雕塑,"Suspended"(马纳舍·卡迪希曼,Menashe Kadishman)

另一个雕塑作品。卡迪希曼是一位以色列雕塑家和画家,年轻的时候专业放过羊所以后期的作品中出现过很多羊……

扯远了。这座位于纽约Storm King Art Center的耐候钢雕塑和羊没什么关系。成为卡迪希曼的代表作纯粹是因为它精妙到难以理解的空间和视觉效果:两个看起来沉重结实的金属体块以一种完全不合理的姿势相连却又互不相支撑。如果左侧的倾斜体块还能想象出大概的平衡做法是在地下放入配重的话,那么右侧半悬空的体块似乎仅和左侧恰好触碰到而完全没有结构上的关联,几乎可以让人忘记重力的存在。

图14. 还有这种操作?图片来源:Menashe Kadishman

密西根越战纪念碑,Michigan Vietnam Memorial(阿兰-戈登,Alan Gordon)

阿兰-戈登是设计这座雕塑的建筑师。但我知道这个作品(图14~18),是在学校的结构课程上。授课老师是Patrick McCafferty先生,奥雅纳(Arup)波士顿公司的主持结构师。这是他当年亲自参与的项目之一,课件上还有一张他蹲在悬空的纪念墙下面的照片。复杂的结构计算已经记不太清了,简言之预制的弧形钢材墙体和连接墙体两端的钢缆构成了一个类似于弓的结构,用钢缆的张力保证了在大跨度上的悬空成为可能。

图15. 就是一道弧面的墙嘛看起来……图片来源:Michigan Vietnam Memorial Monument

图16. 前面的钢缆是干嘛的?诶,为啥灯光下感觉有点飘?图片来源:Michigan Vietnam Memorial Monument

图17. 好像……真没落地?图片来源:Michigan Vietnam Memorial Monument

图18. 120英尺跨度的钢制弧形纪念墙,悬空3英尺,一根钢缆. 图片来源:Library of Michigan | Mapio.net

最后,放一个马工的漂浮之岛(Floating Island,MAD/Ma Yansong)。作为“北京2050都市远景”的方案,这个飘在天上的综合体如同马工大部分的设计一样不太讲道理。我放这个方案也不完全是因为我喜欢MAD的设计风格(但是我佩服他们在海外开疆拓土的发展方向),而是因为要放最后的截图。老马家的,又高又硬!

图19:漂浮之岛. 图片来源:MAD architects - ma yansong interview

图20:无. 截图自马岩松微博.


150 north riverside. Chicago
:/ 路过时候看到觉得随时会倒的样子……特别是风城这种蜜汁狂风天


乌克兰的悬浮城堡,看着还挺神奇的。

但其实对力学有点了解的,看这些建筑都会觉得也就那样,并没有太多的惊讶。
以后出现磁悬浮建筑应该能惊艳一下。
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石上纯也的桌子

跨度9.5m厚度6mm,高跨比有点逆天。

主要是预应力和两端铰接的巧妙运用,以及材料的性能。
今后材料像纳米等高强度材料出来后,应该会有一个比较夸张的视觉效果。
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英国的悬浮建筑

这个建筑和第一张图类似,但看上去会让人觉得厉害很多,但也仅仅只是看上去。

和第一张图一样,都是一个简单的悬挑结构,只是这个建筑的立柱设置的比较隐蔽,在右侧小绿屋那里,内部骨架如上图,以实现看上去悬浮的效果。
同时悬挑出来的建筑给人以厚重感,让人觉得还厉害,但其实和第一张图一样,都是轻型建筑,这里使用的是一些很轻的聚合材料,外面只是刷上的配色。
乍一看很厉害,其实也就那样吧,这个真实难度特别低,算是建筑中的魔术吧。
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再更一个,英国温泽市市政大厅

这是其中的一根柱子,看过去好像是没有和房顶接触,而是实际上,也确实没有接触。
柱子只是隔空虚托着房顶,初看之下还觉得这是什么鬼,柱子都这样了,这大厅还能行吗。
而像虚托的柱子还有三根,总共也就四根,三根是假的。

这个故事很多人应该都听过,莱伊恩负责大厅的设计,经过计算他认为只需要一根柱子,但当时的政要一眼看过去觉得不靠谱,要他多加几根柱子,最后莱伊恩只能屈服,但却用那一点点梁柱之间的空隙,不屈的表达了自己的坚持,而今三百多年过去了,这大厅依然挺立着,就像在嘲笑着那些人的无知。
看起来不合理,也只是看起来而已,真正的不合理,是无法长久存在的。看起来不合理,也只是没怎么接触过建筑的人会觉得不合理,有点专业素养的人大都能一眼看出其中的原理,就像是学过几何的人,能一眼把二维图看出三维效果一样。


淘金大桥


"看起来"违背力学原理就是违背正常的视觉习惯,所以题主想要的建筑应该是反重力的,这类项目大多包括以下几种特点:

1.大尺度悬挑(即视觉重心的垂点落在占地面积之外,且越远看起来越夸张)

2.支撑物与被支撑物的体量相差悬殊

3.材料的挠度超出了人们对其的认知

(想到再来补充...)

说过的不再举例,补充3个:

1.Bagsv?rd Church, Bagsv?rd, Denmark. 建筑师:J?rn Utzon

上面很多答案都提到了约翰伍重的悉尼歌剧院,但巴格斯瓦尔德教堂却让我觉得更加富有情感,也更体现设计师的功力。由于设计借鉴了云层的形态,这可能是最早的“云教堂”了吧。(误)

【图1】图片来源:Bagsv?rd Church - Wikipedia

【图2】图片来源:Happy Birthday J?rn Utzon!

【图3】图片来源:Happy Birthday J?rn Utzon!


2. Kuwait National Assembly Building , Kuwait. 建筑师:J?rn Utzon

同样出自伍重之手的科威特国民议会大厦,由于建于悉尼歌剧院工程接近尾声的时候,技术也相对成熟了许多,这样的混凝土屋面对于伍重来说应该不算什么难题了。

【图4】图片来源:National Assembly (Kuwait)

【图5】图片来源:AD Classics: Kuwait National Assembly Building / J?rn Utzon

【图6】图片来源:AD Classics: Kuwait National Assembly Building / J?rn Utzon

【图7】图片来源:AD Classics: Kuwait National Assembly Building / J?rn Utzon


3.2013年深圳双年展 浮法玻璃厂——主入口, 蛇口, 深圳. 建筑师:刘珩

来个接地气的,刘珩老师是我个人非常喜欢的一位建筑师,由于双年展的临时性,通常可以看到很多大胆的设计。由于建于80年代的旧厂房结构不能改动,所以在600㎡的混凝土厂房中插入了20公分的轻型钢结构立柱,从而顶起了整座400㎡的新建筑。这个动作增加了建筑的“第六立面”,通过屋顶的落差做出一个主入口。

【图8】图片来源: http://www.nodeoffice.com/ch/

【图9】图片来源: http://www.nodeoffice.com/ch/

【图10】图片来源: http://www.nodeoffice.com/ch/

【图11】图片来源: http://www.nodeoffice.com/ch/


上面很多仁兄提到的建筑都属于悬挑结构,其实不太算“看起来违背力学”。试想将一把尺子放在桌子边缘,尺子可以伸出很长一段而不掉落,若是用一根钉子把尺子的另一边钉在桌上呢?能伸出的长度将会更多,对吧,这其实很符合生活常识。


我是学习工民建方向的,也就是搞结构的,虽然学过一些建筑学的知识,但只能算是皮毛。有些课程的老师给我们介绍过一些世界上瑰丽的、神奇的、宏伟的建筑,看到这个题目,我首先想到的是芝加哥的云门,可能不为人所熟知,但在我心里对得起“神奇”二字。

云门(Cloud Gate)是由印度出生的英国艺术家阿尼什·卡普尔创造的公共艺术雕塑,位于美国芝加哥千禧公园内。云门最奇特的地方在于它像是一个立在桌面上的鸡蛋,似乎只有两个接触点,却支撑起了一个光滑的身体。上图给大家感受一下:

侧面看起来像一个躺着的鸡蛋,却能保持稳定,更加不可思议。

(图片来自网络)


建筑学的老师简要地讲了一下云门的施工原理,大概就是说,这个建筑物的基础是在地下的,先把钢结构的骨架立起来,再把表面的钢板固定下来,然后拼接、焊接、打磨,形成这样十分光滑的外表。我记得老师的课件里有云门施工时的照片,但在网上似乎没有找到。这里斗胆引用 @猪小宝 大哥的回答,给大家介绍一下内部结构,感兴趣的同学可以移步:

【芝加哥云门是如何焊接的?为什么那么顺滑又看不到接缝?】猪小宝:业余电焊小学徒来了… https://www.zhihu.com/question/55105163/answer/142704240?utm_source=qqamp;utm_medium=social (分享自知乎网)


最后,顺带一提,新疆的克拉玛依大油泡也有“异曲同工”之妙。但也有人指出,该建筑借鉴和模仿了芝加哥云门。(可以看出,克拉玛依大油泡的表面处理没有做到像云门那样光滑)


相比于那些壮观的宏伟的建筑,我想给大家介绍一个小清新一点的。

就是MVRDV在英国做的“平衡谷仓”。

这房子不大,30米长,就这么看似随性地在英国的一个小山坡上探出头来。

下面悬着个秋千,乘上去仿佛随时都可能让建筑倾塌。

建筑师出身,结构不是特别懂,但从剖面看来应该是在悬挑部分加了支撑,在和土壤相接的另外一端增大埋在土里的结构宽度,形成了一个锚点。

为了体现于环境的呼应,这个建筑的形态采用传统英式建筑的形态,外立面由反光的金属板包裹,可以反射周边环境的色彩。

所以它便在不同的时间呈现了不同的样貌。

下雪了就跟着白茫茫:

开花了就跟着红艳艳:

茂盛了就跟着郁葱葱:

一间房子,一个秋千,配一片树林,给你一份带着欢愉的孤独感。

而室内则是另外一种风格(额。。。当然主要是因为另外的设计湿):

客厅正中地上的玻璃让室外的景色一览无余

其他的地方质朴温暖的原木搭配跳跃活泼的色块,配上无处不在的玻璃窗。

我能想到的设计改变生活,大概就是这幅模样吧:)

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上学的时候就一直粉MVRDV,他们设计的看起来违背力学原理的建筑也真的是不少:

最后献上脑洞很大的三小只的照片

新开了专门探讨建筑师就业问题的专栏,欢迎关注与投稿:

建筑职介所 - 知乎专栏


让·努维尔的三个建筑。


1.悉尼中央公园

这栋建筑最显眼的是顶部的巨大悬挑结构。它包含一个公共休息室和一个全景露台。悬挑结构上固定了一个机动的日光反射镜装置,可以捕捉阳光并且将其反射到处于建筑阴影部分的公园。

2.卡塔尔国家博物馆

3.巴黎爱乐音乐厅


其实这个题目还是挺陷阱的,因为可以被建造出来的建筑肯定就没有违背力学原理……所以能够符合题目的只有两种答案:一是不被大部分人熟知的结构体系,这样大家看起来会觉得不可思议,因为不太了解这种力学结构而显得神奇;二是现有的技术手段还无法作用在建筑上,但是已经通过装置或者模型验证了其想法的可能性。

之前有人提到了石上纯也的桌子,其实他还有很多好玩的尝试,虽然现在还不能应用在建筑上,但是随着未来的技术发展,相信这些奇妙的想法一定可以被实现出来的~

1. 他曾经在2007年于东京现代美术馆的中庭里展出过一个铝制的巨大“气球”:这个巨大的装置高14m,宽11m,深7m,主体结构是铝制龙骨框架,外层包裹着镜面般的金属膜,材料本身约有一吨重,却因为内部充满了氦气而在美术馆的中庭里一直保持悬浮状态。参观者可以轻易地用双手推动这个比自己重十几倍的大气球,这感觉应该是很酷炫~

2. 在丰田市立美术馆的展厅里,石上纯也再一次用建筑模型进行了大胆的实证探求:这个模型的框架结构由直径0.7mm的碳纤维束搭建而成,比例尺为1:2500,假想中的建筑约13km高,其尺度和现实中的积雨云大致相同。建筑模型面宽 9.6m、进深7.6m、高 5.5m,体积约 400m3,总重9.8kg。而同样体积的空气重约 500kg,也就是说,它是一个比空气还要轻的建筑模型。

作为假想中的未来建筑,这个结构等比例扩大 2500 倍之后还能否成立尚且搁置不论,就建筑模型而言,它的确与作为自然现象的云非常相似:整个模型随着室内空气流通而略微产生形变,从一个稳定的状态过渡到另一个稳定的状态。

还有几个更具有实验性的设计我就不贴出来啦,感兴趣的可以自己去查查看。我觉得肯定会有顽固派跳出来说:这些结构根本不可能实现;这得浪费多少钱;这样做出来有什么意义等等……我也不想辩驳什么,只不过如果连想法都要被禁锢在规矩之下,难道大家不觉得做设计这件事就变得很无趣了嘛?~


最后贴一发签名,我真的是比较喜欢石上纯也的风格哈哈~


Kogelhof 住宅。

还有一个楼梯形状的观景平台,暂时没找到图,找到了回来补。-------------------------------------------------分割线------------------------------------找到了,就这个

其实看似违反物理的建筑一部分是因为角度问题,一部分是对于目前建筑构造知识的不了解。就好像如果你知道了一个跨海大桥桥墩地下有上百米而地上只有十几米你就不会觉得这个为什么能经受住大浪的冲击了。


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