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本文转载自三开间



《方圆之间》影像记录

十天的时间,他们用竹子搭建出一个苍穹第1张图片


2017年“天华”光影竹穹营造大赛 深圳大学队作品《方圆之间》

营造大赛是华南理工大学建筑学院历年品牌活动,活动已经持续开展19年。大赛要求学生设计出兼具稳定性和美观性的小型构筑物,并在对模型的制作中解决材料和结构的技术问题,建造足尺的构筑物。活动为学生提供了亲自设计搭建真实构筑物的机会,从对模拟的建造走向真实的建造,锻炼学生的实体搭建能力。

01设计构思

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前期分析-穹顶

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竹子的特性

实际建造中,竹子的韧性被较多地运用在建造过程中,还有竹子优良的力学性能也备受关注;但很少有人去关注竹子本身的形态特征——中空、多节、多样的截面,进而运用到实际的营造建构中去。

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空间生成

区别于前人做的“正面”的竹构空间设计,此次设计运用了竹子中空的特性与截面的多样性,通过切割弧度变化创造所设想的穹顶空间,颠覆了我们对竹子的传统认知,密排的竹子形成的立方体的竹子中,切除半椭球形的穹顶,而形成一种“负空间”,达到前所未有的空间体验;而竹筒的透光性与空间相得益彰,共同达到“光影竹穹”的主题。

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技术图纸

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1:10模型

02结构设计

我们将长短不同的空心竹筒按照穹顶的斜面变化规律整齐密排在构筑物的顶部,以实现顶部的采光效果;为了避免顶部承重构件对光照的遮挡,而且考虑到竹筒总重较大(约等同于同一面积的钢筋混凝土楼板的自重),我们选择了悬挂法,将竹筒们两两用铁丝挂在竹片搭接的顶部框架上。

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天花构架悬挂及承重实验

由于竹片竖放的抗剪能力很强,在顶部框架搭建完成之后,即使是单足站立的人也不会将其踩断。纵向的结构受力体系中,顶部框架受到的力通过顶部的八根梁传递到下面的16根结构柱上,这16根结构柱的理论轴向抗压受力性能各超过500kg,所以即使是有一定的受力偏心效果影响,也足以支撑起屋顶2.5吨的自重。16根柱子再将力作用给由底部的圈梁、结构柱柱基和水泥砂浆浇筑在了一起的地基层,实现了整体结构的稳定性。

03出征华工

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出发前整理好工具

整个项目施工一共历时十天,总耗资一万余元,由19名深圳大学建筑与城市规划学院的建筑系学生组成的团队“深圳大学队”一起完成了整个建造工作。
2017年10月1日,在华南理工大学27号楼会议报告厅进行的华南理工大学营造竞赛暨2017”天华“光影竹穹建造决赛的启动仪式并颁发进场许可证。

04建造过程

1.地基处理

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按照方案对于基础开始进行排布与建造

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进行地梁网架的编织

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将地基与地梁网架相结合

2.顶部网架的制作

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顶部承重构架由竹片纵横榫接

竹片通过开榫口以及钢丝绑扎的方式连接在一起,在地面形成框架,之后被抬起放置在脚手架上固定斜筒,以及网架层与圈梁的结合,使结构更加稳固,从而承受预计2.5吨的顶部重量,这项结构技术能让不很熟练的制作者以简单的工具轻易地掌握。

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网架与天花承重体系结合3.斜切竹筒及安装

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室内斜面竹筒的裁切以及准备

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采用上下同时进行的方式挂置竹筒

采用的柱子是刚竹属,它有很适合的机械属性,能够承受很强的压力。并且竹节全部打通从而使顶部呈现天光通透,直达苍穹的直观感受。

4.安装灯光

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“我们倾听竹子的心声,它们能做什么,想做什么。它们的回答是尊重它们,发挥它们的长处,做好防水,尽量利用它们自身的曲线。”

5.制作竖向承重体系

最两端的两根柱之间的跨距是2.70米,柱子从结构上很好传递了顶部结构的重力,与此同时,主受力结构也成为了很好的装饰元素,使空间更为独特。

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边柱制作

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树立框架及斜撑

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竖向结构体系搭建过程

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将地基与竖向框架用混凝土浇筑加固

6.体系拼装组合

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艰苦的封顶过程

经过一整夜的讨论与演习,由十个大汉与其余组员的共同努力下,将整个天花结构体系和以及部分已悬挂在天花上的竹筒——合计近一顿的重量,扛至3.7m的顶部位置。在完成构架落柱后,整个基础、柱、梁、天花网架结构基本成型。此建构均采用原竹作为主要结构体系及围护体系,并实验了不同方式的连接节点,最终使得每一个细节呈现出丰富性和差异性。

7.继续悬挂竹筒形成穹顶

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架子固定在结构柱后的高空作业

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喜结金顶

8.外立面与地板制作

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外立面的制作

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外立面最终效果

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铺设地板:通过螺栓连接、捆绑、悬挂、铺设等连接方式将直径为8-10厘米的竹材装配起来。

05最终效果

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日出日落,日光从不同的角度入射室内,经过竹筒的几次漫反射,将日光表现成“万丈光芒”,好似佛光普照。由于太阳的入射角不同,四季会形成不同的光影景观。

06评审结果

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2017年10月15日迎来了专家评审,《方圆之间》以独特的设计和精美的空间效果吸引了广泛关注和好评,并于最后的决选获得三等奖。

07小组成员

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成员名单


总设计师:戴佳佳
领队:李泰
A组:黄梓言 郑松光 杨本强 刘可言
B组:吴林豪 徐家豪 王润雨 张红莲
C组:田玉豪 杜梦晨 黄小芮 李婧瑶
D组:胡金桂 傅涵葳 史心悦 杨柳青
机动与工具管理:李泰 彭荆
指导老师:郭子怡 彭小松

其实在此之前,大部分队员从未接触过竹构以及专业的营造课程。但一路走来,女生们从使不好锤子到电锯钉枪样样精通,男生们挥洒着汗水不断挑战自己的耐力极限。这一程,我们舍弃了国庆中秋假期,我们在收工后的深夜里回住所继续讨论施工方案,我们日夜兼程,每天都是体力和脑力的大风暴。离开华南理工营造现场,最不舍得的就是27号楼陪我们起早贪黑、帮我们搬竹子、和我们抢活干的热心大爷,以及那捧在手心却带不走的竹屋。

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