奢華不凡的新加坡濱海灣金沙酒店,到底是如何“煉”成的?

建築 工程師 拉絮斯 獅城論壇 2017-06-27

被譽為亞洲最宏大的市內度假村的新加坡濱海灣金沙,為遊人帶來集娛樂、商務、購物、展覽為一體的全方位奢華體驗。

奢華不凡的新加坡濱海灣金沙酒店,到底是如何“煉”成的?

這也是奧雅納眾多酒店與休閒項目中耀眼的一個。作為該項目的首席工程顧問,奧雅納負責了其核心工程服務,建築設計則是著名的薩夫迪設計師事務所承擔。

酒店三座主塔樓如三支槳,高高托起一葉扁舟。也許你會覺得酒店三座主塔樓一模一樣,然而,在實際設計與建造上,三座主塔樓卻各有玄機。

獨立又複雜的幾何體

奢華不凡的新加坡濱海灣金沙酒店,到底是如何“煉”成的?

三座主塔樓均為55層之高,每一座都具有獨特的幾何設計,西側垂直,東側彎曲,如兩張搭靠在一起的撲克牌,且每座塔樓彎曲面的設計也各不相同。

正是這樣單側立面彎曲設計給每幢樓底部留出了空間,這些連貫的空間將三座主塔樓連接在一起,形成了寬敞明亮的酒店大堂。

奢華不凡的新加坡濱海灣金沙酒店,到底是如何“煉”成的?

面對如此獨特的結構,奧雅納的工程師首先想到的就是利用建築信息模擬(BIM)技術,通過3D模型在複雜的結構和條件中找到最佳解決方案。

奢華不凡的新加坡濱海灣金沙酒店,到底是如何“煉”成的?

載荷

與普通超高層建築不同,酒店三座主塔樓的基礎側向穩定性依賴主塔樓1和2,且受重力影響。別出心裁的彎曲立面(東側)設計,也給建築的載荷帶來了挑戰。

奢華不凡的新加坡濱海灣金沙酒店,到底是如何“煉”成的?

由於作用在短邊方向上的重力遠遠超過風載荷和虛擬載荷,這導致東側曲面產生反作用力。且這個側向載荷與通常的風載荷不同,它是永久存在的,所以在選擇建材的時候就需要特別考慮此情況。

奢華不凡的新加坡濱海灣金沙酒店,到底是如何“煉”成的?

主塔樓群的側向支撐系統由位於垂直電梯周圍的混凝土核心筒與作為房間間隔的鋼筋混凝土剪力牆組成。這些剪力牆與核心筒一起提供短邊方向上的剛度,與此同時,核心筒和剪力牆與樓板間的協同作用提供長邊方向的剛度。

奢華不凡的新加坡濱海灣金沙酒店,到底是如何“煉”成的?

主塔樓群的側向支撐系統由位於垂直電梯周圍的混凝土核心筒與作為房間間隔的鋼筋混凝土剪力牆組成。這些剪力牆與核心筒一起提供短邊方向上的剛度,同時,核心筒和剪力牆與樓板間的協同作用提供長邊方向的剛度。

奢華不凡的新加坡濱海灣金沙酒店,到底是如何“煉”成的?

建築自重是影響側向結構的重要因素之一,樓層結構越輕越能夠減輕建築整體質量。濱海灣金沙的樓層結構設計採用預應力混凝土設計,最大跨度10米,據此,建築內部可不使用柱,並使整個建築橫縱結構都達到最輕。

奢華不凡的新加坡濱海灣金沙酒店,到底是如何“煉”成的?

位移

奢華不凡的新加坡濱海灣金沙酒店,到底是如何“煉”成的?

奧雅納工程師為實現濱海灣金沙優雅且不對稱設計,除水平荷載之外,還要考慮到重力荷載帶來的影響。這兩個力對施工和建成後建築的影響都非常大,項目團隊著重研究了以下位移:

建築頂部的角位移

最高海拔的撓度(側向和縱向)

正立面和彎曲立面的不同沉降

相鄰牆體的不均勻沉降

支撐天空花園的塔樓相對位移

奢華不凡的新加坡濱海灣金沙酒店,到底是如何“煉”成的?

奢華不凡的新加坡濱海灣金沙酒店,到底是如何“煉”成的?

奢華不凡的新加坡濱海灣金沙酒店,到底是如何“煉”成的?

在施工過程中用了預拱來抵消自重的短期影響。我們在設計初期就將由於建築幾何結構的複雜性、混凝土徐變和收縮、建築將產生持續變形等多種因素納入對建築功能性的考量如:物業管理、垂直運輸設備、圍護結構以及機電設備等。

奢華不凡的新加坡濱海灣金沙酒店,到底是如何“煉”成的?

施工與建造

奢華不凡的新加坡濱海灣金沙酒店,到底是如何“煉”成的?

主塔樓1和2的傾斜設計是施工的一大挑戰,唯一途徑就是架設大量臨時支撐。我們在初步設計階段考慮到現有的施工方案都將不可避免地對主體結構產生內應力,所以將全部關鍵構件都通過計算額外的施工階段內應力,來保證結構可靠性。隨後,設計團隊提供了基於性能化的設計指引方便投標單位更靈活的準備相關限制主體結構內應力的臨時結構設計。

奢華不凡的新加坡濱海灣金沙酒店,到底是如何“煉”成的?

▲主塔樓1施工圖

總包施工單位和相關專業顧問為主塔樓1和2設計出一種自爬式預應力鋼支撐系統作為臨時支撐結構,並通過安裝大量腳手架來減小直升牆體和斜牆體之間的相對位移。

奢華不凡的新加坡濱海灣金沙酒店,到底是如何“煉”成的?

▲預應力拉索

此外,亦在牆體中採用預應力拉索以控制施工階段結構的內應力。由於主塔樓3近乎規則的設計造型則不需額外提供臨時支撐結構。

在不同的施工階段,設計團隊還分析估算了各種應力和位移保證了施工過程不影響初始設計假定。

奢華不凡的新加坡濱海灣金沙酒店,到底是如何“煉”成的?

施工過程中還採用實時監控系統來監測實際的應力水平和位移變化。如若監測結果與之前估算有較大出入,施工或者設計單位將進行相應的反演分析來確定應對措施。

奢華不凡的新加坡濱海灣金沙酒店,到底是如何“煉”成的?

新加坡濱海灣金沙酒店項目獲得許多獎項,其中包括2010年由Bentley Systems公司頒發的Be Inspired “ 結構工程創新” 類大獎、2011年新加坡·英國結構工程師學會年度結構大獎,以及2015年度國際諮詢工程師聯合會(FIDIC菲迪克)頒發的最高榮譽——傑出項目獎,等。

相關推薦

推薦中...