2013年2月1日 星期五

細柱魔力

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圖1-極限、曖昧的空間是建築師追求的建築境界

縱使遠在日本的建築師石上純也已經大放異彩,但是卻免不了讓世人關注於他最先成名的作品,甚至探求他的結構美學與建築技術。在2009竣工的神奈川工科大學KAIT工房這項作品,宣告他一直以來所研究的建築思維邏輯得以成真,那就是「如何更小?如何更細?如何更高?」自從KAIT工房使石上純也勇奪建築界中的金獅獎之後,這棟建築的魅力便席捲了整個建築界,因為它輕盈、透明、更重要的一點是他竟然用非常細的柱子當作他的支撐結構,這細到不可思議並宛如桌腳尺寸的柱子,正是建築師追求極限,讓自己不斷超越束縛的最高境界。

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圖2-建築平面圖,結構幾何採用單邊長度為45m的變形矩形平屋頂,屋頂與地面的距離在4.2-4.8m之間,在這平面空間內佈滿無數根的細長柱。

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圖3-每根柱子都是由平鋼所構成,為的就是達成「扁、細、長」的建築極限概念與結構美學。

更可怕的是,這根柱子只有意想不到的8~19cm的寬度以及1.6cm~6cm厚左右,高度則高達4.2m。

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圖4-空間中可看出因為細柱密佈,所形成「穿透、輕盈」且自由變化的使用者行為。

好吧!那要如何把這樣的極限建築給實現出來呢?這個關鍵的要素就是整個結構系統的轉化。一般來說,都會認為柱子是用來承受上部重量,因此一定要粗且壯,一旦既不粗又不壯就會認為危險、甚至不安。但是反過來思考,如果柱子事先就擁有抵抗力量的能力,那麼屆時上部的力量傳來之後,便可由事先導入的力量來抵銷,而柱子的承擔力量就不需要那麼大,如此一來,柱子便可以設計成細且長,這種顛覆承受力量的結構思維就叫做「預力作用」,簡單說就是預先給它抵抗能力,讓它能夠負擔更大重量,更白話一點就是給它打了針,讓它頭好壯壯!這個針就是預力的作用啦!

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8-平鋼柱與屋頂的無接縫接合細部

9-最外圈玻璃帷幕的玻璃肋柱與地板的接合

這棟建築之所以迷人就在於他的又細、又輕盈的細柱結構,再加上外部的透明玻璃造就了它充滿夢幻且曖昧的空間。這個細柱結構的魅力在於它運用了三種結構元素:「鉛直支撐柱」「水平抵抗柱」「鋼構格子梁」並讓它們明確的承受它們各自所應該負擔的責任,再加上它用的是平鋼,更造就它扁、細、長的特性。所有的柱子共計305根,依據建築空間需求以及結構分析偏心的計算,全體的設計讓這些柱子分佈在整個建築空間內,其中42根是作為壓縮作用的「鉛直支撐柱」另外263根則是事先給予預力的「水平抵抗柱」再加上整體形成剛性的結構屋頂「鋼構格子梁」讓這樣有個性的建築因此產生。

圖10-在建築空間當中,共散佈了305根柱子於各個區域用來支撐上部的平屋頂。其中42根作為鉛直支撐的壓縮柱,剩下的263根從格子梁屋頂懸吊而下,施加了預力作為水平抵抗的柱。

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建築中的結構三要素因為受力工作明確、分別賦予抵抗壓縮力與負擔水平力的使命,並且發揮了其最大限度的結構性能,而能夠撐起整片屋頂;如此一來除了讓應力的傳達得以單純明快的進行,更讓整個結構斷面的表現更加纖細,不同的力學思考方針創造了不一樣結構系統的進化。當結構設計師與建築師的使命結合在一起之後,柱子不再只是一般認知的柱子,而是超越妳我想像的一種空間結構美學。

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圖11-同為平鋼的扁柱,因應拉力、與壓力作用的不同呈現出的幾何尺寸變異性

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圖12-進行結構分析時,在各個階段所展現不同應力的受力行為

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石上純也

曾在著名的SANNA(妹島和世與西澤立衛共同主持)的事務所待過四年,之後於2004年創立了自己的事務所。

經歷

1997年  武蔵工業大学卒業。

2000年 東京芸術大学大学院修士課程修了。

2000年 (株)妹島和世建築設計事務所入所。

2004年 (株)石上純也建築設計事務所設立。

2010年 日本東北大學院特任準教授

受獎

2005年 SD Review SD賞

2009年 日本建築學會賞 作品賞 - 神奈川工科大學KAIT工房

2010年 第12回国際建築展 金獅賞

圖片:

力學資料:日本建築技術期刊2008.12

照片:http://www.douban.com/note/139448547/

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