位于深圳南山區(qū)的天空之城是大疆創(chuàng)新科技有限公司的新家,也是今年粵港澳大灣區(qū)最值得期待的地標之一。
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總建筑面積23萬平方米的天空之城由著名的福斯特建筑事務所設計,簡潔的造型,錯落且充滿未來感的設計,完美契合大疆的科技創(chuàng)新精神。
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作為大疆在無人機應用前沿的合作伙伴,奧雅納此次為大疆的新家提供了結(jié)構(gòu)、機電、幕墻、交通、可持續(xù)及消防等一體化的工程設計和咨詢服務。
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天空之城由東、西兩棟分別高212米和190米的超高層塔樓組成。每棟樓都盤旋外掛了6個懸掛體,與塔樓高低錯落配合,像科幻小說里的飛行器,又像虛擬世界相互鏈接的區(qū)鏈空間,給人別樣的懸浮感和未來感。
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每個懸掛體頂部為鋼結(jié)構(gòu)桁架箱體,高4層,可作為專用的無人機試飛空間,配合獨特的觀影效果,將頂尖無人機技術完美展現(xiàn)。箱體下方則為主要辦公空間,采用大跨度無柱空間設計,配合270度玻璃墻面景觀環(huán)繞,為空間引入充足自然光,也為員工提供開闊的視野和創(chuàng)新氛圍。
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全底層架空搭配花園綠植的設計,使得裙樓景觀設計與城市景觀渾然一體,營造出通透良好的城市公共空間。
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面對扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、凹凸不規(guī)則、平面組合、樓板不連續(xù)、側(cè)向剛度尺寸突變、抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)等建筑特點,奧雅納團隊通過大量的方案設計、技術論證和對比研究,最終采用了帶懸掛層的支撐框架結(jié)構(gòu)體系。大樓豎向力,部分通過大跨梁板直接傳遞至落地的核心筒,部分通過吊柱往上傳遞給懸掛層的箱體,再通過懸掛箱體的桁架傳遞給落地的核心筒;地震和風的水平力通過具有合理剛度的樓板進行協(xié)調(diào),由核心筒進行抵抗和傳遞。
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天空之城由于設計的特殊性僅有核心筒區(qū)域為落地結(jié)構(gòu),因此核心筒的安全性非常重要。設計團隊采用了多道防線的支撐+框架結(jié)構(gòu)體系。在確??蚣芙Y(jié)構(gòu)延性能力良好的同時,設置可以提供整體共同作用的多榀支撐布置,從而實現(xiàn)框架和支撐系統(tǒng)共同工作的抗震多道防線設計。
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設計中亦充分考慮到懸挑箱體結(jié)構(gòu)的重要性,對其采用了主要傳力桁架和次要鋼架共同作用的設計理念。在規(guī)范設計的基礎上額外預留安全系數(shù),同時增強整個箱體結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重分布能力,從而提升懸挑箱體后期的延性變形能力。
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在距地面100米高度處,一座造型簡潔美觀的拉索橋連接東西塔樓,可以提升建筑內(nèi)部人員的流動性、消防疏散,和溝通效率。
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設計團隊在綜合橋型美觀、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和抗震性等多方面的考量,最終選用了拉索橋方案。連橋支撐在大樓懸挑的箱體上,主跨支座間距76米,總長90米。由于橋梁本身輕薄,無法有效地影響兩棟塔樓的固有剛度,因此結(jié)構(gòu)抗震設計的策略采用了連橋弱連接的形式。連橋與塔樓結(jié)構(gòu)的支座釋放水平約束,保留少量剛度及變形限制措施;豎向支座采用受壓和受拉的方式設計,確保橋柱處的壓力及背索處的拉力可以有效支承。
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百米高空的輕盈拉索橋,易受深圳地區(qū)大風的影響,設計團隊對橋梁的整體和橋身進行了CFD仿真分析和風工程的專項設計,以抑制橋體的風振失穩(wěn),并通過風洞試驗進行詳細研究和論證。同時,在滿足規(guī)范對于室外天橋的人行振動舒適度標準外,考慮人們對于高空連橋振動的易感特性,本項目亦基于實測的橋梁動力特性,進行TMD的減振配置。
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如此獨特的不對稱懸掛結(jié)構(gòu)和僅靠核心筒落地支撐整棟大樓的豎向傳力和抗震抗風的設計方案,給天空之城的總體抗震設計帶來了巨大的挑戰(zhàn)。
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天空之城的核心筒區(qū)域是僅有的落地構(gòu)件,將作為主要的抗側(cè)向力構(gòu)件,需要有能力承擔所有的側(cè)向力;懸掛的箱體結(jié)構(gòu)和吊柱對于確保懸掛樓層的安全性也至關重要。我們的團隊根據(jù)這些結(jié)構(gòu)特點,以及局部環(huán)境和結(jié)構(gòu)需求等情況,將塔樓結(jié)構(gòu)的抗震性目標定為C+。在通過一系列方案分析論證結(jié)構(gòu)安全性滿足要求后,團隊更進一步通過放大地震加速度的超大震分析,使結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯的塑性開展直至倒塌,找出結(jié)構(gòu)薄弱部位、破壞機制,以及結(jié)構(gòu)抵抗超大震的安全儲備,據(jù)此加強并完善抗震設計。
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天空之城大廈濃濃的工業(yè)技術風格不僅僅是通過整體建筑的造型來體現(xiàn),而且大量采用了外露的結(jié)構(gòu)來表現(xiàn)建筑之美和高級的技術感,我們的結(jié)構(gòu)工程師、建筑師,和業(yè)主對于需要結(jié)構(gòu)表現(xiàn)的外露構(gòu)件設計和節(jié)點設計進行了大量的設計配合和探討,高效的手繪溝通,輔以3D/BIM的建模推敲和分析設計,從而實現(xiàn)了外露結(jié)構(gòu)的美觀、安全,和施工可行性。
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天空之城的鋼結(jié)構(gòu)大量采用結(jié)構(gòu)外露設計,因此鋼結(jié)構(gòu)表面的防腐和防火設計是關鍵。我們詳細區(qū)分了室內(nèi)和室外構(gòu)件,依據(jù)不同環(huán)境類別情況,采用不同的防腐保護系統(tǒng),并且依據(jù)耐候性要求對底漆、面漆和整個防腐涂料系統(tǒng)進行了嚴格要求。
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為了保障天空之城特有的外觀效果和結(jié)構(gòu)在火災下的安全性,奧雅納消防團隊對項目的結(jié)構(gòu)防火保護進行了創(chuàng)新方案設計。
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設計團隊研究采用了先進的室外火災模型,根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)位于建筑幕墻的外側(cè)且具有一定距離的建筑特點,分析了各種建筑火災的場景下,外露的梁、柱、斜撐等構(gòu)件的溫度影響,并綜合考慮構(gòu)件的尺寸、受力形式、防火保護層的設置等多種因素,既實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)外觀效果和氣候耐久性要求,也便于后期保養(yǎng)維護。
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天空之城的外圍護幕墻采用了高效節(jié)能的低輻射Low-E鍍膜玻璃,懸掛箱體外圍則采用了超大玻璃板塊,和節(jié)能且防噪為一體的幕墻體系。核心筒外圍采用豎向不銹鋼裝飾線條與大樓結(jié)構(gòu)外露造型遙相呼應。
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懸掛體底部則采用單軌維護體系為大樓后期維護更換提供保障。大堂入口采用超白夾膠透明玻璃及高質(zhì)感的不銹鋼立柱。幕墻設計可謂是給天空之城的科技感和未來感做足了功夫。
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天空之城的機電工程設計更參照工業(yè)級精度要求和性能化方法進行設計,辦公區(qū)機電管線全部穿梁布置,濃厚的賽博朋克感撲面而來。
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設計中采用了BIM的3D設計,綜合建筑設計、結(jié)構(gòu)和機電的要求,不設吊頂,從而實現(xiàn)大、凈、高的室內(nèi)空間,符合高科技企業(yè)風格。
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天空之城的垂直交通系統(tǒng)設計充分考慮漂浮的建筑形態(tài)和高科技公司作息特點,讓建筑“更輕”。項目創(chuàng)新地采用雙子電梯系統(tǒng),滿足大疆總部不同樓層部門的層間交通需求,提高空間交通效率同時減少非高峰期電梯能耗。
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我們的團隊更將國內(nèi)外項目的先進交通咨詢經(jīng)驗應用于天空之城,將其現(xiàn)在和未來的交通需求綜合分析、評估,并對高科技企業(yè)特殊的交通情況進行了重新的梳理與研究。在此基礎上采納物業(yè)、機電專業(yè)的意見,保證項目對外交通的連接、項目出入口布局、項目未來的班車需求、停車庫需求以及管理、項目進出行人安排等的合理安排與布局。
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交通團隊還提供了項目內(nèi)部的人行仿真服務,保證項目內(nèi)部的空間結(jié)構(gòu)以及管理基于實際運營層面進行進一步的優(yōu)化,以滿足企業(yè)對內(nèi)部空間高效使用的高質(zhì)量要求。
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奧雅納多專業(yè)團隊與業(yè)主、建筑師,和華陽國際等合作方緊密合作,憑借堅持創(chuàng)新的精神和精湛的設計技術成功解決了非對稱懸掛結(jié)構(gòu)的垂直度設計、結(jié)構(gòu)體系的安全性論證、大跨度無柱空間的機電設計等一系列項目難點,并在舒適度和品質(zhì)設計、施工方案研究等方面開展了細致的工作,使天空之城的設計得到各方認可和贊譽。
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天空之城項目已完成主體結(jié)構(gòu)施工,期待在年底順利竣工,并投入使用。
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