芝加哥的摩天大樓有哪些設計令人嘆為觀止？

芝加哥在建築史上是神奇的存在。

FL萊特早期的活動範圍就是美國中西部（midwest），在芝加哥市郊橡樹園（oak park)一帶留下了十幾個建築，包括自己的私宅工作室/教堂/住宅。

蒙納德諾克大廈（monadnock building）是世界上用磚頭修建的最高的商廈。建築師Daniel Burnham 是芝加哥學派的代表人物。

密斯凡德羅到美國後從教於伊利諾伊理工學院（IIT），美國曾經的MIT。芝加哥也是密斯實踐場，湖濱公寓/聯邦廣場/IIT克朗樓...竟然有十五處之多。Less is More: Mapping Mies van der Roheamp;amp;amp;amp;amp;#x27;s Career in Chicago

今天要分享的是被萊特稱為"The Three Blind Mies（三個瞎密斯）"密斯追隨者SOM的較早期作品：西爾斯大廈和漢考克大廈。儘管萊特的評價有戲謔成分，但是這兩個都是寫得進建築史教科書的作品。這兩個案例是建築結合結構以實現功能的典型。

———————————————————————————————————————

西爾斯大廈 Sears Tower (現 Willis Tower)

建築師：布魯斯·格雷厄姆 Bruce Graham

結構工程師： 法茲勒·汗 Fazlur Rahman Khan

建築高度：442.1米

時間：1970

不同於現在流行的中央核心筒加周邊框架柱結構(這個現今高層應用最多的體系也是體系也是法茲勒提出的），西爾斯大廈的結構採用了束筒結構：它由9個方筒構成，每個內部都沒有支撐物，僅僅依靠自身進行固定。1到50層內方筒捆綁在一起，構成一個完整的的正方形，然後隨著樓層高度的上升不同方筒分別截止。方管的漸收絕非隨意為之，保證了儘可能的中心對稱性（如下圖）。整個結構體系可以理解為一把筷子捆綁在一起，其強度遠高於一根單獨的筷子。

(圖片來源：Willis/Sears Tower）

從平面看，塔樓從高到低，由2至9個邊長22.9米的正方形構成。跟現今的摩天樓不同的是，其一沒有核心筒，而具有內部列柱；其二沒有周邊巨柱，而是以密柱代替。內部列柱起到了「腹板」的作用，提高抗側力。周邊密柱則給每個租戶空間提供了良好的視野。因為內部沒有實體牆，空間劃分非常靈活。

（圖片來源：https://www.pinterest.com/pin/499618152381898517/）

立面特徵除了高低錯落有致外，可見塔樓在30，66和90層設置了環帶桁架，相當於把一束筷子捆起來的三根繩子。功能上它們成為了整個塔樓的設備層。裡面上也沒有對這個具有功能和結構作用的部分加以掩飾，而是忠實地通過格柵來表達出來。

（圖片來源：https://www.slideshare.net/neel1104/sears-tower）

綜上，前無古人的高度，創新的結構體系，忠實的結構/功能/形式關係鑄就了西爾斯大廈的輝煌，也成就了SOM的建築/結構兩位大師。說句題外話，因為911緣故，高層建築受到了新一輪的詬病，西爾斯大廈也因此迎來了新的冠名業主，名為Willis的保險公司。保險公司的入駐試圖讓大家恢復對高層寫字樓的信心。當然，無需置疑的是，超高層依然是效率/繁榮/城市的象徵。

———————————————————————————————————————

繼續填坑~

漢考克大廈 John Hancock Center

建築師：布魯斯·格雷厄姆 Bruce Graham

結構工程師： 法茲勒·汗 Fazlur Rahman Khan

建築高度：343.7米

時間：1970

無論是結構還是外形，漢考克大廈都塑造出了一個堅毅穩重的形象：首次採用的室外對角化筒系統所構建的簡潔的結構體系、古銅色防眩光玻璃、外露的鋼結構、黑色鋁板以及凝灰岩大理石飾面的基座。因此也獲得了「Big John」的昵稱。建築師和結構師又是格雷厄姆和汗的組合！

漢考克大廈是當時全球首座綜合功能大廈，為了秉承這種綜合性，起初的設計理念是建造一座70層的公寓大廈和一座45層的辦公樓。但是，兩座大廈將會佔據大部分場地，同時影響彼此的私密性和採光情況，低層公寓也將受到街道噪音的干擾。最終，設計師決定只建造單座大廈，較低樓層用作辦公而較高樓層用作公寓，也在原址上提供了更多的開放空間。SOM稱，Big John是設計領域「理想合作關係的原型」，大概不單單指建築師Bruce Graham與結構工程師Fazlur Rahman Khan的緊密合作，也映射著漢考克大廈內部的綜合性。

整個大廈呈桁架筒體結構，由巨型的弦桿、斜撐的軸向受力提供整體剛度。桁架筒體結構比框架、框筒結構更高效，體現在漢考克大廈的整體用鋼量約145 kg/m2，比當時傳統的框架體系節約20~50%左右，不超過傳統50層大廈的消耗量。這個數值在今天的超高層建築中依然是很有競爭力的指標。

（圖片來源：http://www.som.com/projects/john_hancock_center__structural_engineering ）

立面上，大廈四面分別設置了5.5個X型鋼支撐，一個完整的X型佔18層樓高，兩個X型交接的節點也設置了水平系桿。建築的剛度由這些外框柱、X型斜撐和水平系桿所構成巨大的室外對角化筒系統所保證。

室外對角化筒系統是從框架筒系統演化而來，具有高效的抗側能力，有利於拓寬立柱間距，進而實現鋼製結構所特有的更寬幅的玻璃窗。室外框架充當承重牆，重力荷載在各立柱上均勻分布，側向荷載使向風和下風立柱均勻受力。輔助層間牆系統填入斜撐面板。立柱、對角線和拉杆清晰地融入建築表達中，即便是在竣工幾十年後，仍將為人所銘記和看重。

（圖片來源：http://www.som.com/china/projects/john_hancock_center ）

（圖片來源：https://www.slideshare.net/chuhonsan/l5-vertical-structure-pt-3-3341134)

從平面上看，外框柱自下而上向內傾斜，面積由塔身基底的約3,700平方米收縮到頂部的不到1700平方米，又一次展現了結構與功能的完美結合：楔形造型不僅顯著提高了外框的剪力分擔比例和結構的水平剛度，而且也符合商店、辦公、公寓和電視台的不同進深需求。不同功能的結合也豐富了大廈的內部活動，甚至連寄信、選舉投票都無需離開大廈，在「漢考克城」中完成。

（圖片來源：http://www.metalocus.es/en/news/john-hancock-center-skidmore-owings-merrill-som)

漢考克雖然在高度上不及希爾斯大廈，但是在結構、功能和形式的結合上堪稱標杆。開創性的功能和形式匹配，簡潔明確又高效的結構體系，開啟了綜合性塔樓的新篇章。

———————————————————————————————————————

（補充個八卦：據說由於要使得特定樓板位於豎向柱和X型鋼支撐的交點上，導致同一功能的樓層都會產生了略微不同的層高，強迫症估計受不了。另：此八卦未曾考證，有興趣者歡迎求證）