妹島的建築中的柱子為什麼可以做的這麼細?

似乎不能從傳統意義上的長細比的概念去理解了,那麼怎麼去閱讀妹島的柱子?


謝邀:

網上搜索了一下,這個圖應該是金澤21世紀美術館,由於沒有具體資料,我這裡也就斗膽猜測一下,胡亂髮表一些意見。

下面是全身照:

這樣看來算是美術館算是單層建築,上面一些出屋面的冒廳有可能是設備冷卻塔,發電機組,或者就是純粹向上挑空的採光天井。這意味著整個建築在排開上面冒廳的範圍是很輕的,怎麼輕法呢?如果按照我國的荷載規範來說,這算是不上人屋面,為什麼是不上人,因為周邊沒有女兒牆。。。所以結構上活荷載取值是0.5kN/m2,如果保守一點考慮檢修或者施工情況,可以取0.7kN/m2。這就以為屋面很輕。

接下來我們看下面這張透視圖的時候也發現一些情況:

建築內部是有牆體的,這個牆體我們還無法判斷是裝飾隔牆(輕鋼龍骨石膏板之類的),砌體隔牆(空心磚砌體之類的),或者還是混凝土牆。但至少這意味著建築是不是一味的要求內部又通透的大空間,那麼結構師就能利用這些牆體做承重和抗水平力的結構構件,目的是支撐上面那張圖中荷載較大的設備機房和採光井位置。由於日本施工技術高超,我相信這裡即使採用混凝土牆體(清水混凝土之類的)建築師也是能夠接受的。

而下面這張圖就更能說明這個建築的結構體系

細長的鋼柱和牆體共同起承重作用,而且對應那張全景圖我們可以看到不上人屋面部位是採用鋼柱,設備和採光天棚位置是採用混凝土牆。然而這並不是我們常說的框架——剪力牆結構,因為從圖片上開,如此細長的柱子我只能定義它為兩端鉸接的純軸向受力的柱子,也就是說這些柱子不能分擔水平荷載,地震作用全部由剪力牆承擔,就是純剪力牆結構。這裡我說一下這裡結構體系的劃分是按承擔水平荷載的情況確定的,不是重力方向荷載。

受力體系大致是這樣

總的來說這個建築是單層建築,自重較輕,地震產生的作用也不大。而且鋼柱承擔的軸向壓力也不大,不會出現屈曲。

2016.6.16補充~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

評論里提到了長細比的問題,日本規範中我不太清楚鋼結構受壓構件容許長細比的限制是多少,如果按照我國鋼規中最大長細比為150。這裡我簡單假定計算一下,按前面說的鋼柱兩端鉸接,計算長度8m,直徑160,厚8的鋼管,剛好長細比148。

再者也許這裡使用的不是傳統意義上的鋼管,所不定也許會在內徑中增加隔板,做成這樣的截面增加穩定性。當然沒拿到圖紙,這些都是猜測。


猜測: 有些細柱子受拉而不受壓。

扁扁的純粹的體量,頂板需要處理簡潔,建築師自然想越薄越好看。但薄的屋頂容易在雪等荷載下出現微妙的難看的變形(圍觀建築師和評論家和群眾會幸災樂禍:快看做那麼薄彎了吧木哈哈哈哈哈哈)所有有些柱子一開始處於受拉狀態提供預應力,這樣在豎向荷載大到一定程度前還能保持受拉狀態,而其他構件受力情況不變,進而保證屋面在不同荷載作用下一如既往平整。 不知道妹島是不是這麼乾的,但據老師上課說過石上純野這麼干過。

歪樓一下,至於為什麼柱子要這麼細,可以追溯到密斯的空間觀念,在密斯的表現圖裡他就喜歡把柱子畫那麼細。所謂柱子受拉,不就是錨固空間的一種象徵性表達么?

交完圖正在崩潰地預習結構力學和構造,提供一個思路,說的不準確不要打我(逃)。


2016-06-16更新

這個問題後來我問了一位同事,他曾經在SANAA工作過,所以答案絕對官方。

除了有些大神已經回答的,建築中大部分牆體都有承重能力之外,還有一點是我之前完全沒想到的,那就是【連那些看起來是窗框的豎向構件都是承重的!】。多麼可畏的鑽研能力和執行力!

--------------------------------以下原答案---------------------------------

有一種做法,是空心鋼柱,然後往中間灌注混凝土。然後外面再刷防火塗料。優點在於柱子可以做的很細,中間的混凝土也有防火抗壓作用,空心鋼柱又能夠與別的鋼結構做構件連接。


知道一點點,加一些自己的理解猜測。

看很多照片看不出來很明顯的梁構建,那解釋只有屋面是輕質的剛性屋面。

這種不上人屋面荷載很小的。之前看過一本書,具體說過做法是屋面內部打孔,減少屋面整體的自重。有可能採用這種方法。


這張圖應該能回答問題

可以清晰的看到大量的H形鋼被隱藏在牆壁里

這些功能房間其實就是巨大的結構體系

剩餘的題主看見的細柱子支撐邊緣的屋面


柱子這麼細因為:細則立,喂(胡扯)


在有方空間採訪齋藤公男和郭屹民的訪談中有提到,日本允許結構的水平力和豎向力分開處理,因此只承擔軸向垂直力的柱子可以隨便放。(在題主給的金澤美術館的照片里,我估計那些實牆有不少是承受水平剪切力的剪力牆)。郭老師還順便提及中國法規不允許水平力和豎向力分開處理,因此中國出現不了這麼輕巧的結構,這點還請結構工程師@Jimmy Chen 確認。

手機打得,出處就懶得給鏈接了,可以搜到,見諒。


這個問題還沒有定論哇。來回答一下吧。

日本構造家佐藤純有一個與石上純也或是藤本壯介(忘卻到底是誰了,但肯定是其中一個)合作的一個在歐洲某展覽會(大概是威尼斯雙年展吧,也忘卻了)上有一個實驗性質的臨時展覽建築。具體是一組長細比特別大的柱,頂部與很薄的鋼板焊接。即使是荷載情況比較簡單的臨時建築,長細比的問題總是需要克服的,即使長細比限值可以放寬。佐藤淳的處理方法是在施加柱頂鋼板前預先處理鋼板和柱使產生不為零的支座條件(結構力學裡面就有這樣的計算題)最終焊接完成後應力協調後的結果是柱內受拉力或受到很小的壓力。

嗯,要是有圖會更好。如果想要詳細了解可以訪問佐藤淳事務所網站,或許會有吧。或者搜索佐藤淳的講座。

以上僅做原理的介紹。當然還有很多技術細節需要確定和具體的技術困難需要克服。

不能恨鐵不成鋼地認為國內規範和」水平不高的結構工程師「(好像的確是不怎麼高,但是還是打個引號吧)不能為建築師的自由表現提供支持。想要達到這種表現肯定是要付出更高的時間和金錢成本的,而不是小滑鼠一點就完事。還有一個需要思考的是要學習明星建築師項目中的什麼,哪些是可以學或需要學的,而不能只是學到形式。在這裡就不點名批評上海當代藝術博物館旁邊的一個山寨仙台媒體中心的奇奇怪怪的建築了。


自重很小,風荷載控制設計。要看屋面結構布置情況,有可能屋面是懸挑梁,這些柱子設計只用於受拉。有很多種可能可以實現,很常見。


有一本書叫《戀愛中的建築》,裡面有幾頁詳細講了細柱子。主要涉及到選材以及天花板的重量減輕(就和賽車手在齒輪上打出斑駁的孔是一個原理)


沒記錯的話金澤是3m×3m的柱距(鋼柱),暴露在外面的是題主圖片中的柱子,牆體內部則是工字鋼。再加上只有一層,所以自然就細了。

(在外沒法上圖,見諒)


抖個機靈啊,你可以理解是她先按正常把結構做好,然後再加上細柱子,這個時候,無論柱子做多細都可以~哈哈哈


記得看過另一個妹島房子的介紹,大意是把承重的部分放在功能區域里,外面的細柱子實際上只受拉不受壓,所以可以驚心動魄的細,日本建築師的小悶騷還是蠻可愛的


我的一個老師去年去參加過西澤立衛參加的一個活動,回來後說好多人(中國的建築師)都問他結構怎麼做的柱子那麼細,他一直迴避這個問題。大概是不可告人的吧,也是有這種技術做自己風格的保障


密集的實心鋼柱?


之前忘了在哪看的,細柱並非是起支撐作用,其主要是為裝飾作用。而真正意義上的柱子隱藏在一些不起眼的空間內。


超規範設計,結構工程師自己承擔全部責任。他覺得行就可以那麼蓋,但出了事他負全責和編規範的沒關係


這種跨度懸挑不要柱子也行,非上人屋面也沒什麼荷載,建築師多少還是要學點結構基礎知識的


我覺得重點不在柱子,在於樓板阿。這樣的柱子上面一定沒有梁啊


立木擔千斤


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