建筑專業(yè)-設計理念與技術策略
由于獨特的創(chuàng)意構思,鳳凰中心具有復雜的三維形體,將這樣的復雜形體在設計建造中實現(xiàn)具有很高的科技含量。設計團隊通過長達6年的探索與挑戰(zhàn),利用數(shù)字化技術解決了大量前所未有的技術難題。項目在設計深化、加工、建造的全過程開創(chuàng)性的大量運用了三維數(shù)字化技術,形成了一系列科技創(chuàng)新技術:設計團隊利用數(shù)字技術指導全過程設計控制與優(yōu)化。首創(chuàng)性的構建了適用于高精度控制要求的數(shù)字技術平臺,創(chuàng)建高質量建筑信息模型與數(shù)據庫,實現(xiàn)了對所有建筑可視面的優(yōu)化。首創(chuàng)性的構建了建筑幾何控制系統(tǒng),精確解決了當代復雜建筑設計控制中建筑系統(tǒng)之間的定位“拼合”問題。結構設計開啟了復雜形體建筑的新模式,創(chuàng)造性的采用了“雙向疊合網格結構體系”。首創(chuàng)了“彌合自由曲面的單向非連續(xù)折板幕墻體系”。用平板幕墻彌合大曲率自由曲面。并在加工生產全過程實現(xiàn)了與數(shù)字化設計控制的無縫對接。
此外,整個建筑也體現(xiàn)了對綠色節(jié)能和低碳環(huán)保的設計理念。光滑外形沒有設一根雨水管,所有在表皮形成的雨水順著外表的主肋導向建筑底部連續(xù)的雨水收集池,經過集中過濾處理后提供藝術水景及庭院澆灌。建筑具有單純柔和的外殼,除了其自身的美學價值之外,也有緩和北京冬季強烈的高層建筑的街道風效應的作用。建筑外殼同時又是一件“綠色外衣”,它為功能空間提供了氣候緩沖空間。建筑的雙層外皮很好地提高功能區(qū)的舒適度和建筑能耗。設計利用數(shù)字技術對外殼和實體功能空間進行量體裁衣,精確地吻合彼此的空間關系。共享空間利用30米的高差的下大上小的煙囪效應,在過渡季中,可以形成良好的自然氣流組織,節(jié)省能耗。
2014年6月,項目被美國建筑師協(xié)會(AIA)會刊《建筑師》雜志進行專題報道,文中充分認可鳳凰中心的設計和建造成果,并認為它“證明了中國建筑師登上國際舞臺”;“發(fā)出了‘中國制造’向‘中國創(chuàng)造’模式轉變的信號”;“意味著現(xiàn)代建筑創(chuàng)新的接力棒已經傳遞到中國人手中”。
隨著2010年鳳凰中心鋼結構亮相以來,它已獲得廣泛的社會關注。至今已獲2014中國建筑學會建筑創(chuàng)作獎金獎,中國勘察設計協(xié)會2014年“創(chuàng)新杯”建筑信息模型(BIM) 設計大賽最佳BIM建筑設計獎, 2014年建設部科技發(fā)展促進中心華夏建設科學技術獎等眾多重要專業(yè)獎項。2011被知名網站designboom評為‘2011年全球十大文化建筑之一’。
鳳凰中心為建筑全產業(yè)鏈的信息化發(fā)展與全行業(yè)未來發(fā)展做出了表率,其設計和建造的過程中所探索出的一系列技術和經驗已經形成一套設計控制方法,并已應用于更多的重要工程,以此為核心技術的北京市信息化建筑設計與建造工程技術中心正承擔著信息化設計與建造方法推廣、提升信息時代整體建筑品質的責任。
結構專業(yè)-設計特點
一.鳳凰國際傳媒中心結構超限及復雜情況
1.辦公樓在平面扭轉不規(guī)則。
2.演播樓存在樓板開大洞。
3.連體結構 地上的辦公樓和演播樓通過外殼鋼結構圍合在一起;同時有鋼結構的通天梯、旋轉坡道、東西拱橋將辦公樓和演播樓連接起來,形成了復雜的受力、傳力體系。
二.結構抗震的薄弱部位:
1. 鋼結構與混凝土結構連接處,混凝土結構作為鋼結構支座處;
2.連體部位;
3. 辦公樓剪力墻筒體及外框斜柱;
4. 演播樓屋頂搖擺柱;
5. 演播樓1200平米演播廳樓板多層開大洞處。
三.混凝土及鋼結構分別根據其重要性的不同設定不同的性能目標
1.在中地震下:辦公樓的墻受剪彈性,受彎不屈服。辦公樓混凝土柱(包括斜柱)彈性。演播樓的混凝土柱彈性 。在大震下以上構件均允許進入塑性,并控制變形。
2.屋蓋鋼結構性能化分區(qū)如下:東西側空腔中震彈性;演播樓上的鋼結構中震不屈服;演播樓頂V形支撐中震彈性;辦公樓外皮鋼結構沿主樓軸向釋放。
四.分析模型及分析軟件
1. 包括鋼結構和混凝土結構的整體模型,采用MIDAS軟件建模,模型用于進行整體結構分析。
2. 不帶鋼結構的混凝土整體模型,此時鋼結構作用在混凝土結構上的反力以荷載的形式加入到混凝土模型中。
3. 帶鋼結構的辦公樓混凝土單體模型,采用MIDAS軟件建模,此模型計入了附著在辦公樓上的鋼結構構件的自重和剛度。
4. 不帶鋼結構的辦公樓混凝土單體模型,采用PKPM軟件建模,樓板采用彈性膜假定,樓板厚度按實際取值輸入。
5.不帶鋼結構的辦公樓混凝土單體模型,采用PKPM軟件建模, 樓板采用彈性膜假定且板厚按照0.01m輸入,其目的是讓程序計算出樓面梁的拉力。
6.不帶鋼結構的演播樓混凝土單體模型,采用PKPM軟件和MIDAS軟件建模,分別用于小震下計算周期、位移等,并且用此模型進行中震計算分析。
7.鑒于本工程的復雜性,進行了多模型分析計算(如各樓單獨分析、鋼結構單獨分析、整體模型帶鋼結構計算),并用SATWE和MIDAS軟件分析驗證。
8.進行動力彈塑性分析。
9.擬對結構及復雜的節(jié)點可能需進行模型試驗。
五.結構精度控制
由于建筑外形為復雜空間曲面,設計中利用空間三維建模軟件DP建立了鋼結構精確三維空間幾何模型與計算模型,為更好地表現(xiàn)建筑效果,曲面網格主要構件全部為空間彎扭構件。由于鋼結構各個單體的復雜性,混凝土作為鋼結構的支撐體,不僅需進行全程空間加載計算,及調整混凝土的體型以滿足鋼結構的連接,還需精確地設計出空間鋼結構埋件。本工程采取了一系列的措施用以保證在現(xiàn)有計算機水平和施工水平的條件下達到足夠的計算精度、設計效率以及保證較高的施工可實施性。