香港 Apple Store 內的玻璃旋轉樓梯是如何建造出來的?

一直好奇香港 Apple Store 內的玻璃旋轉樓梯是怎樣讓樓梯外圍玻璃可以懸空的。


看來蘋果真的很喜歡這個玻璃樓梯,這個玻璃樓梯上海國金的蘋果旗艦店也有一個,我仔細看過,正好可以答這題了~

我的回答針對的是上海國金的樓梯,從題主給的照片來看,兩個是一樣的,所以我就開始答題了~

先說結論:這個樓梯其實結構上沒有什麼花哨的地方,簡單暴力,就是用玻璃承受荷載但是充分利用了人們對玻璃這種材料易碎的固有印象營造了一個酷炫的入口空間,確實是一個很好的設計。下面我簡單分析一下這個樓梯的荷載傳遞。

題主以及很多觀眾可能並非土木工程或者建築相關人士,所以我用Sketchup做點圖幫助理解。

首先,我們需要開上帝視角,所以我做了一個類似的模型,為了方便建模我沒有完全照搬蘋果店的具體結構,而是做了一個類似的,差異就在灰色的玻璃部分,蘋果店的按照60度間隔分布,我畫的按照90度間隔分布,荷載傳遞路徑還是一樣的。實際上我用不同顏色區分不同部分之後已經基本能看出來是怎麼構成結構的了,並不複雜,中心一個筒體,然後伸出幾根挑梁,挑梁連接外圈扶手,以扶手作為封口梁,然後鋪踏步板,結構清晰明了。

△圖1 線框模式的樓梯模型

△圖2 渲染效果

首先從踏步(台階)開始分析,首先觀察一下踏步的構造

△圖3 踏步的一些細節(如果周末有空,我去現場再拍一點)
【圖片引用自http://nipic.com,昵圖網,我不是紳士,蘋果店也不讓我拍~】

△圖4 踏步的模型示意圖
根據我的現場觀察和網路照片對比,踏步是通過金屬連接件連接在兩端支撐結構上的。內側與筒體用一個連接件連接,外側與扶手用兩個連接件連接,這樣三個點就可以牢牢地固定住一個踏步。

然後我們需要荷載,所以我們需要一個人,那麼有請Steve,站在踏步上,Steve以及踏步有一個重力,用向下的紅色箭頭表示,兩邊的金屬連接件提供支撐,支撐的力用向上的藍色箭頭表示。

△圖5 Steve和踏步

那麼藍色的箭頭是誰給他的呢?一邊是中間的玻璃筒體,另一邊是【扶手】,是的你沒有看錯,是扶手。這就是這個設計的巧妙之處和結構的簡單粗暴之處。不需要其他支撐,就連在扶手上,一般我們的認識認為扶手是附屬部分,是其他構件承擔它的荷載,但是在這裡我仔細觀察之後確信是扶手承擔了踏步的荷載,把扶手和承擔荷載的梁合二為一,是這個設計中比較巧妙的部分。


但是扶手的中間段並不是無依無靠只靠兩頭支撐的,扶手中間也是支撐在內部的筒上的,而支撐扶手的的就是筒中心的徑向玻璃梁。

△圖6 筒和玻璃梁剖面圖

△圖7、8 玻璃梁實拍圖

兩個地方用到了玻璃梁,我把這部分單獨截出來放大

△圖9 玻璃梁局部圖

所以對於人的重力荷載,傳遞路徑是這樣的 【踏步】一部分遞給筒體,另一部分給扶手,給扶手的荷載再傳遞給徑向玻璃梁,玻璃梁再傳給筒體,最終都會給到筒體。

註:
『這裡插入一個說明,我這個答案只是一個簡略的描述,如果較真,這兩個藍色箭頭其實各代表一組力,而且這兩組力並不一定相等,因為兩端的支撐剛度是不一樣的,而且我認為外側的支撐採用兩連接件有更大的意義是在於穩定扭轉,我的所有圖都只是一個說明性質的,如果想詳細討論歡迎私信我』
『我判斷不是懸挑而是兩端都受力主要是因為如果需要懸挑,踏步上側受拉,下側受壓,那麼連接件要麼是上下各一個,或者不希望擠占空間也應該放在上方,這樣才是合理的,而且這樣的話筒體玻璃局部平面外受力非常集中而且很大,結構角度上來看並不是一個很好的選擇。另外如果是懸挑的踏步,扶手下面的再設置梁就有點多餘了,所以我認為是兩端受力而不是懸挑。』

還有其他的荷載,比如地震作用,可能還要做振動分析,我就不一一分析,那得寫好幾篇論文了。事實上呢,由於人行荷載是動荷載,異形樓梯的動力特性複雜,應該對樓梯做動力分析,不過目前來說大部分樓梯就是按照靜力設計的,略有不足。

個人覺得這個樓梯結構概念上並不不複雜,真的設計計算分析應該要費上一番功夫,同時不得不說蘋果土豪,這個玻璃實在牛逼!不過設計的想法確實巧妙,利用了大家生活中對玻璃易碎的印象,殊不知其實這個玻璃已經練就了鋼筋鐵骨,同時玻璃梁很容易被人忽略,根本察覺不到它的存在,給人的感覺就是懸浮的玻璃樓梯了。


結構方面,小白說不出什麼東西,說下材料方面的

上海店用的玻璃和運往美國店,香港店玻璃應該都是山東金晶生產,北玻合片的鋼化超白夾層玻璃-SGP,和普通的PVB玻璃相比,同厚度的兩種玻璃,承載力和變形差別非常大!上海用的應該是5層夾膠的!
說到自爆,特殊處理過的超白玻璃自爆率可以降低到0.01%-0.03%,相比原來規範中的0.1-0.3%算是提高了不少
鋼化超白夾層玻璃自爆之後SGP夾膠膜會給結構提供一定的承載力,撕裂強度是普通PVB的5倍
有實驗說SGP自爆之後,還能保持相當大的承載力,撓度也沒有顯著增大。
SGP的穩定性比PVB強,耐水,耐潮,不封邊也能用,上海中心和廣州塔工程中也用到了SGP

如果有什麼錯誤,還請大神更正,批評


如何應對鋼化玻璃的自爆。。。想想有點恐怖啊!萬一其中一塊受力玻璃自爆了,會不會像多米諾骨牌。。。嘩啦一下?


恩,它是再告訴你妹子們,穿裙子千萬別去~


重慶的也是如此+1


我恐高,差評!


高跟鞋加上金屬後跟走上去會不會像救生錘一樣的效果啊?


喬布斯傳裡面說是貝聿銘設計的


最高票答案根本就沒有說到重點!!!
最高票答案根本就沒有說到重點!!!

說兩遍就夠了。

重點就是,這種玻璃本來就能承重,因為它是SGP夾膠玻璃。

具體看看本問題【孔工】回答中【普京】的評論,這才叫正解!


我曾經認真的在蘋果店呆了一下午,據我觀察基本木人去走。穿裙子的女生更是絕跡了,

看來這東東,擺設意義大於實際利用


重慶也是這樣誒


沒有人發現穿裙子的女生走上去百分百走光嗎!!!!


以我多年蹲點看的經驗,所謂什麼磨砂、角度都沒有用,那個縫隙就是能看到,而且這種若隱若現的朦朧感。。。。LS說看不到的都是沒仔細去看過


你看到玻璃是磨砂過了嗎,有人說的女生絕跡為什麼我就碰到過N次,就很正常的一個樓梯好嗎?????????
非要說走光可能是擋板之間的縫隙,可你非得瞅么。。。。。。。。


讓我漫步於樓梯之下 抬眼望 美如畫


西單大悅城也是這樣


我想知道造價是多少哦?


我會告訴你在大連現代博物館也有一個全透明的玻璃轉梯而且比絕大多數蘋果直營店裡的長度都要長很多麼~


北京王府井Apple store也有這個


上海的不也是這個…


我們學校圖書館二三四五樓的中央樓梯也是全玻璃的,雖然不是旋轉,但建造結構應該是差不多的 ,先手機里沒圖,有機會拍幾張再來更新。


北京國家圖書館新館裡也有這樣的樓梯,主不過不是旋轉樓梯


題主是想問如何建造出來還是問為什麼玻璃能做樓梯?如果是前者那就是一堆玻璃加些金屬支架拼起來;如果是後者,防彈玻璃都沒什麼技術含量,找些承重比木板強的玻璃應該不成問題吧


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