位于深圳南山區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最值得期待的地標之一。
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總建筑面積23萬(wàn)平方米的天空之城由著(zhù)名的福斯特建筑事務(wù)所設計,簡(jiǎn)潔的造型,錯落且充滿(mǎn)未來(lái)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(wú)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構、機電、幕墻、交通、可持續及消防等一體化的工程設計和咨詢(xún)服務(wù)。
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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(pán)旋外掛了6個(gè)懸掛體,與塔樓高低錯落配合,像科幻小說(shuō)里的飛行器,又像虛擬世界相互鏈接的區鏈空間,給人別樣的懸浮感和未來(lái)感。
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每個(gè)懸掛體頂部為鋼結構桁架箱體,高4層,可作為專(zhuān)用的無(wú)人機試飛空間,配合獨特的觀(guān)影效果,將頂尖無(wú)人機技術(shù)完美展現。箱體下方則為主要辦公空間,采用大跨度無(wú)柱空間設計,配合270度玻璃墻面景觀(guān)環(huán)繞,為空間引入充足自然光,也為員工提供開(kāi)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(guān)設計與城市景觀(guān)渾然一體,營(yíng)造出通透良好的城市公共空間。
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面對扭轉不規則、凹凸不規則、平面組合、樓板不連續、側向剛度尺寸突變、抗側力構件不連續等建筑特點(diǎn),奧雅納團隊通過(guò)大量的方案設計、技術(shù)論證和對比研究,最終采用了帶懸掛層的支撐框架結構體系。大樓豎向力,部分通過(guò)大跨梁板直接傳遞至落地的核心筒,部分通過(guò)吊柱往上傳遞給懸掛層的箱體,再通過(guò)懸掛箱體的桁架傳遞給落地的核心筒;地震和風(fēng)的水平力通過(guò)具有合理剛度的樓板進(jìn)行協(xié)調,由核心筒進(jìn)行抵抗和傳遞。
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天空之城由于設計的特殊性?xún)H有核心筒區域為落地結構,因此核心筒的安全性非常重要。設計團隊采用了多道防線(xiàn)的支撐+框架結構體系。在確??蚣芙Y構延性能力良好的同時(shí),設置可以提供整體共同作用的多榀支撐布置,從而實(shí)現框架和支撐系統共同工作的抗震多道防線(xiàn)設計。
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設計中亦充分考慮到懸挑箱體結構的重要性,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。在規范設計的基礎上額外預留安全系數,同時(shí)增強整個(gè)箱體結構的內力重分布能力,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(jiǎn)潔美觀(guān)的拉索橋連接東西塔樓,可以提升建筑內部人員的流動(dòng)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(guān)、結構穩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(cháng)90米。由于橋梁本身輕薄,無(wú)法有效地影響兩棟塔樓的固有剛度,因此結構抗震設計的策略采用了連橋弱連接的形式。連橋與塔樓結構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,易受深圳地區大風(fēng)的影響,設計團隊對橋梁的整體和橋身進(jìn)行了CFD仿真分析和風(fēng)工程的專(zhuān)項設計,以抑制橋體的風(fēng)振失穩,并通過(guò)風(fēng)洞試驗進(jìn)行詳細研究和論證。同時(shí),在滿(mǎn)足規范對于室外天橋的人行振動(dòng)舒適度標準外,考慮人們對于高空連橋振動(dòng)的易感特性,本項目亦基于實(shí)測的橋梁動(dòng)力特性,進(jìn)行TMD的減振配置。
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如此獨特的不對稱(chēng)懸掛結構和僅靠核心筒落地支撐整棟大樓的豎向傳力和抗震抗風(fēng)的設計方案,給天空之城的總體抗震設計帶來(lái)了巨大的挑戰。
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天空之城的核心筒區域是僅有的落地構件,將作為主要的抗側向力構件,需要有能力承擔所有的側向力;懸掛的箱體結構和吊柱對于確保懸掛樓層的安全性也至關(guān)重要。我們的團隊根據這些結構特點(diǎn),以及局部環(huán)境和結構需求等情況,將塔樓結構的抗震性目標定為C+。在通過(guò)一系列方案分析論證結構安全性滿(mǎn)足要求后,團隊更進(jìn)一步通過(guò)放大地震加速度的超大震分析,使結構發(fā)生明顯的塑性開(kāi)展直至倒塌,找出結構薄弱部位、破壞機制,以及結構抵抗超大震的安全儲備,據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(shù)風(fēng)格不僅僅是通過(guò)整體建筑的造型來(lái)體現,而且大量采用了外露的結構來(lái)表現建筑之美和高級的技術(shù)感,我們的結構工程師、建筑師,和業(yè)主對于需要結構表現的外露構件設計和節點(diǎn)設計進(jìn)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(shí)現了外露結構的美觀(guān)、安全,和施工可行性。
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天空之城的鋼結構大量采用結構外露設計,因此鋼結構表面的防腐和防火設計是關(guān)鍵。我們詳細區分了室內和室外構件,依據不同環(huán)境類(lèi)別情況,采用不同的防腐保護系統,并且依據耐候性要求對底漆、面漆和整個(gè)防腐涂料系統進(jìn)行了嚴格要求。
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為了保障天空之城特有的外觀(guān)效果和結構在火災下的安全性,奧雅納消防團隊對項目的結構防火保護進(jìn)行了創(chuàng )新方案設計。
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設計團隊研究采用了先進(jìn)的室外火災模型,根據鋼結構位于建筑幕墻的外側且具有一定距離的建筑特點(diǎn),分析了各種建筑火災的場(chǎng)景下,外露的梁、柱、斜撐等構件的溫度影響,并綜合考慮構件的尺寸、受力形式、防火保護層的設置等多種因素,既實(shí)現了結構外觀(guān)效果和氣候耐久性要求,也便于后期保養維護。
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天空之城的外圍護幕墻采用了高效節能的低輻射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(xiàn)條與大樓結構外露造型遙相呼應。
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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(lái)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(jìn)行設計,辦公區機電管線(xiàn)全部穿梁布置,濃厚的賽博朋克感撲面而來(lái)。
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設計中采用了BIM的3D設計,綜合建筑設計、結構和機電的要求,不設吊頂,從而實(shí)現大、凈、高的室內空間,符合高科技企業(yè)風(fēng)格。
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天空之城的垂直交通系統設計充分考慮漂浮的建筑形態(tài)和高科技公司作息特點(diǎn),讓建筑“更輕”。項目創(chuàng )新地采用雙子電梯系統,滿(mǎn)足大疆總部不同樓層部門(mén)的層間交通需求,提高空間交通效率同時(shí)減少非高峰期電梯能耗。
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我們的團隊更將國內外項目的先進(jìn)交通咨詢(xún)經(jīng)驗應用于天空之城,將其現在和未來(lái)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(jìn)行了重新的梳理與研究。在此基礎上采納物業(yè)、機電專(zhuān)業(yè)的意見(jiàn),保證項目對外交通的連接、項目出入口布局、項目未來(lái)的班車(chē)需求、停車(chē)庫需求以及管理、項目進(jìn)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?jì)炔康娜诵蟹抡娣?wù),保證項目?jì)炔康目臻g結構以及管理基于實(shí)際運營(yíng)層面進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化,以滿(mǎn)足企業(yè)對內部空間高效使用的高質(zhì)量要求。
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奧雅納多專(zhuān)業(yè)團隊與業(yè)主、建筑師,和華陽(yáng)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(shù)成功解決了非對稱(chēng)懸掛結構的垂直度設計、結構體系的安全性論證、大跨度無(wú)柱空間的機電設計等一系列項目難點(diǎn),并在舒適度和品質(zhì)設計、施工方案研究等方面開(kāi)展了細致的工作,使天空之城的設計得到各方認可和贊譽(yù)。
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天空之城項目已完成主體結構施工,期待在年底順利竣工,并投入使用。
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