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(biāo)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(wù)所設(shè)計(jì),簡潔的造型,錯(cuò)落且充滿未來感的設(shè)計(jì),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(jī)應(yīng)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(jī)電、幕墻、交通、可持續(xù)及消防等一體化的工程設(shè)計(jì)和咨詢服務(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。每棟樓都盤旋外掛了6個(gè)懸掛體,與塔樓高低錯(cuò)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(gè)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(jī)試飛空間,配合獨(dú)特的觀影效果,將頂尖無人機(jī)技術(shù)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(shè)計(jì),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(shè)計(jì),使得裙樓景觀設(shè)計(jì)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(duì)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(diǎn),奧雅納團(tuán)隊(duì)通過大量的方案設(shè)計(jì)、技術(shù)論證和對(duì)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(fēng)的水平力通過具有合理剛度的樓板進(jìn)行協(xié)調(diào),由核心筒進(jìn)行抵抗和傳遞。
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天空之城由于設(shè)計(jì)的特殊性僅有核心筒區(qū)域?yàn)槁涞亟Y(jié)構(gòu),因此核心筒的安全性非常重要。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)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(shí),設(shè)置可以提供整體共同作用的多榀支撐布置,從而實(shí)現(xiàn)框架和支撐系統(tǒng)共同工作的抗震多道防線設(shè)計(jì)。
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設(shè)計(jì)中亦充分考慮到懸挑箱體結(jié)構(gòu)的重要性,對(duì)其采用了主要傳力桁架和次要鋼架共同作用的設(shè)計(jì)理念。在規(guī)范設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上額外預(yù)留安全系數(shù),同時(shí)增強(qiáng)整個(gè)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?xùn)|西塔樓,可以提升建筑內(nèi)部人員的流動(dòng)性、消防疏散,和溝通效率。
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設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì),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(fēng)的影響,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對(duì)橋梁的整體和橋身進(jìn)行了CFD仿真分析和風(fēng)工程的專項(xiàng)設(shè)計(jì),以抑制橋體的風(fēng)振失穩(wěn),并通過風(fēng)洞試驗(yàn)進(jìn)行詳細(xì)研究和論證。同時(shí),在滿足規(guī)范對(duì)于室外天橋的人行振動(dòng)舒適度標(biāo)準(zhǔn)外,考慮人們對(duì)于高空連橋振動(dòng)的易感特性,本項(xiàng)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(dú)特的不對(duì)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(fēng)的設(shè)計(jì)方案,給天空之城的總體抗震設(shè)計(jì)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(dān)所有的側(cè)向力;懸掛的箱體結(jié)構(gòu)和吊柱對(duì)于確保懸掛樓層的安全性也至關(guān)重要。我們的團(tuán)隊(duì)根據(jù)這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn),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(biāo)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(tuán)隊(duì)更進(jìn)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(jī)制,以及結(jié)構(gòu)抵抗超大震的安全儲(chǔ)備,據(jù)此加強(qiáng)并完善抗震設(shè)計(jì)。
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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(jí)的技術(shù)感,我們的結(jié)構(gòu)工程師、建筑師,和業(yè)主對(duì)于需要結(jié)構(gòu)表現(xiàn)的外露構(gòu)件設(shè)計(jì)和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)進(jìn)行了大量的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì),從而實(shí)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(shè)計(jì),因此鋼結(jié)構(gòu)表面的防腐和防火設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。我們詳細(xì)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(hù)系統(tǒng),并且依據(jù)耐候性要求對(duì)底漆、面漆和整個(gè)防腐涂料系統(tǒng)進(jìn)行了嚴(yán)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(zāi)下的安全性,奧雅納消防團(tuán)隊(duì)對(duì)項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)防火保護(hù)進(jìn)行了創(chuàng)新方案設(shè)計(jì)。
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設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)研究采用了先進(jìn)的室外火災(zāi)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(diǎn),分析了各種建筑火災(zāi)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(hù)層的設(shè)置等多種因素,既實(shí)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(hù)。
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天空之城的外圍護(hù)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(yīng)。
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懸掛體底部則采用單軌維護(hù)體系為大樓后期維護(hù)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(shè)計(jì)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(jī)電工程設(shè)計(jì)更參照工業(yè)級(jí)精度要求和性能化方法進(jìn)行設(shè)計(jì),辦公區(qū)機(jī)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(shè)計(jì)中采用了BIM的3D設(shè)計(jì),綜合建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)和機(jī)電的要求,不設(shè)吊頂,從而實(shí)現(xiàn)大、凈、高的室內(nèi)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(tǒng)設(shè)計(jì)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(xiàng)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(shí)減少非高峰期電梯能耗。
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我們的團(tuán)隊(duì)更將國內(nèi)外項(xiàng)目的先進(jìn)交通咨詢經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于天空之城,將其現(xiàn)在和未來的交通需求綜合分析、評(píng)估,并對(duì)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(chǔ)上采納物業(yè)、機(jī)電專業(yè)的意見,保證項(xiàng)目對(duì)外交通的連接、項(xiàng)目出入口布局、項(xiàng)目未來的班車需求、停車庫需求以及管理、項(xiàng)目進(jìn)出行人安排等的合理安排與布局。
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交通團(tuán)隊(duì)還提供了項(xiàng)目內(nèi)部的人行仿真服務(wù),保證項(xiàng)目內(nèi)部的空間結(jié)構(gòu)以及管理基于實(shí)際運(yùn)營層面進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化,以滿足企業(yè)對(duì)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(tuán)隊(duì)與業(yè)主、建筑師,和華陽國際等合作方緊密合作,憑借堅(jiān)持創(chuàng)新的精神和精湛的設(shè)計(jì)技術(shù)成功解決了非對(duì)稱懸掛結(jié)構(gòu)的垂直度設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)體系的安全性論證、大跨度無柱空間的機(jī)電設(shè)計(jì)等一系列項(xiàng)目難點(diǎn),并在舒適度和品質(zhì)設(shè)計(jì)、施工方案研究等方面開展了細(xì)致的工作,使天空之城的設(shè)計(jì)得到各方認(rèn)可和贊譽(yù)。
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天空之城項(xiàng)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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