備受矚目的天安·千樹(shù)一期商場(chǎng)日前在上海隆重開(kāi)業(yè)。項(xiàng)目憑借豐富業(yè)態(tài)和藝術(shù)氛圍，提供嶄新的一站式零售休閑體驗(yàn)，成為蘇州河畔生活新地標(biāo)。

天安·千樹(shù)位于上海普陀區(qū)莫干山路，北鄰蘇州河，東近M50藝術(shù)產(chǎn)業(yè)園。這里曾是民族工業(yè)遺跡 —— 榮氏阜豐面粉廠舊址。整體開(kāi)發(fā)分為東西兩個(gè)地塊，總建筑面積約30萬(wàn)平方米，由著名英國(guó)設(shè)計(jì)師Thomas Heatherwick打造。

近期開(kāi)放的一期商場(chǎng)位于項(xiàng)目西區(qū)，營(yíng)造了一個(gè)集自然、人文、藝術(shù)、創(chuàng)新商業(yè)為一體，提供沉浸式體驗(yàn)的生活休閑空間。奧雅納自2012年起參與項(xiàng)目設(shè)計(jì)，提供結(jié)構(gòu)方案和初步設(shè)計(jì)咨詢(xún)及施工圖階段審查服務(wù)。

? Kingkay Architectural Photography 

獨(dú)特地標(biāo)的結(jié)構(gòu)邏輯

這一大型商業(yè)綜合體建筑高約60米，設(shè)有地上9層及地下3層。約1,000根清水混凝土“花盆柱”拔地而起，從地面一直延伸至建筑頂端，打造出獨(dú)特的建筑風(fēng)貌。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)逐層后退，在視覺(jué)上創(chuàng)造了兩座覆蓋著綠色植被的山脈，宛如交融于周邊環(huán)境的城市“綠島”。

? 天安千樹(shù) 

相較于大多數(shù)混合用途建筑采用的方正布局、玻璃立面以及鋼和鋼混結(jié)構(gòu)，天安·千樹(shù)打造出了一種獨(dú)特的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

基地平面? Heatherwick Studio

在項(xiàng)目伊始，Thomas Heatherwick設(shè)想采用9米 x 9米的標(biāo)準(zhǔn)柱網(wǎng)，以相同邏輯和近似的結(jié)構(gòu)體系實(shí)現(xiàn)建筑造型。此舉可最大限度地降低結(jié)構(gòu)造價(jià)，為建筑施工和綠植鋪設(shè)留出更多預(yù)算。

然而，該建筑形態(tài)的復(fù)雜性給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和項(xiàng)目施工帶來(lái)許多挑戰(zhàn)。例如，商場(chǎng)室內(nèi)布局包含一系列譬如動(dòng)線、中庭、活動(dòng)空間和大小店鋪等不規(guī)則的元素。，這意味著并非所有結(jié)構(gòu)柱均可采用 9米柱網(wǎng)。

大懸挑–結(jié)構(gòu)體系 ? Arup

通過(guò)精細(xì)設(shè)計(jì)及充分溝通，奧雅納結(jié)構(gòu)團(tuán)隊(duì)提出將部分結(jié)構(gòu)柱移出9米網(wǎng)格，通過(guò)設(shè)置斜柱、轉(zhuǎn)換柱、大跨和懸挑框架，以及吊柱等，來(lái)滿足空間要求的解決方案。我們?cè)紤]采用少墻結(jié)構(gòu)，但由于項(xiàng)目本身造型及墻體位置限制，最終團(tuán)隊(duì)選擇了混凝土框架結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。

? Kingkay Architectural Photography

超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的無(wú)縫設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目平面呈狹長(zhǎng)狀，最長(zhǎng)處達(dá)260m，而寬度僅為60m。在最窄的第8層，長(zhǎng)、寬僅為153米和12米，平面長(zhǎng)寬比達(dá)到12:1。按照常規(guī)的處理方法，將通過(guò)設(shè)置至少一條伸縮縫來(lái)解決樓面的收縮問(wèn)題。然而，綜合使用功能和需求等各方面因素，我們細(xì)化分析薄弱位置，采用有針對(duì)性的局部加強(qiáng)措施，實(shí)現(xiàn)了無(wú)伸縮縫結(jié)構(gòu)，以此減少對(duì)建筑立面的影響。

8層轉(zhuǎn)換構(gòu)件示意圖 ? Arup

由于建筑退臺(tái)的需求，結(jié)構(gòu)框架在不同樓層的幾處位置形成局部單跨框架，缺少結(jié)構(gòu)冗余度，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震不利。為此，我們針對(duì)單跨桁架進(jìn)行局部加強(qiáng)，采用非線性時(shí)程分析方法對(duì)不利單跨框架進(jìn)行細(xì)致的地震響應(yīng)分析模擬，使其強(qiáng)度和性能得到驗(yàn)證。

創(chuàng)新構(gòu)件優(yōu)化抗震設(shè)計(jì)

狹長(zhǎng)的場(chǎng)地、高低錯(cuò)落的階梯式立面均加大了調(diào)整位移和相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度等抗震設(shè)計(jì)要素的難度。層層后退的建筑邊緣形成45°傾斜的波紋式露臺(tái)，外露柱室內(nèi)外排水、飾面差分，以及45°旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，對(duì)樓面框架和最大凈空空間設(shè)計(jì)構(gòu)成了巨大挑戰(zhàn)。

作為全球最具創(chuàng)意的建筑事務(wù)所之一，Heatherwick Studio十分注重對(duì)建筑功能和構(gòu)件的研究和創(chuàng)新。天安·千樹(shù)項(xiàng)目包含許多大小各異的構(gòu)件，這對(duì)結(jié)構(gòu)工程來(lái)說(shuō)既是挑戰(zhàn)也是激勵(lì)。

? Kingkay Architectural Photography

結(jié)構(gòu)柱的特殊建筑表達(dá)也推動(dòng)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新。建筑師希望，將所有周邊外凸處的框架柱和中庭洞口邊的框架柱暴露在外，使其從地面一直延伸到頂端，形成山峰樹(shù)狀露臺(tái)的建筑效果。

典型外露柱與框架梁的連接? Arup

框架梁柱偏心和剪切連接件的設(shè)置無(wú)疑增加了建筑抗震性能的設(shè)計(jì)難度。奧雅納團(tuán)隊(duì)通過(guò)計(jì)算分析，模擬了外露框架柱的屈曲模態(tài)，以確定外露柱沿東西向的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，并優(yōu)化了剪力連接件尺寸。

此外，外露柱與正交的彎矩梁網(wǎng)格成45°角，這使得梁柱接頭處的鋼筋特別密集。團(tuán)隊(duì)采用圓形結(jié)構(gòu)柱，簡(jiǎn)單而有效地解決了這一設(shè)計(jì)難點(diǎn)。，同時(shí)，我們通過(guò)特殊的“外飾”幫助形成45°的視覺(jué)效果。

與外露柱相連的框架梁驗(yàn)算 ? Arup

精細(xì)設(shè)計(jì)打造垂直綠化

整個(gè)項(xiàng)目最引人注目之處，無(wú)疑是其布滿開(kāi)放式露臺(tái)的近1000棵綠植。這些郁郁蔥蔥的花盆雖不屬于結(jié)構(gòu)抗側(cè)體系，但其體積和重量約占建筑總重量的4%，這使其成為建筑設(shè)計(jì)和細(xì)部設(shè)計(jì)的重要組成部分。

垂直綠化對(duì)結(jié)構(gòu)影響? Arup

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，奧雅納團(tuán)隊(duì)充分分析和研究了項(xiàng)目大體量垂直綠化對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，確保結(jié)構(gòu)的安全性并滿足抗震要求。

清水混凝土“花盆柱” ? Kingkay Architectural Photography

根據(jù)建筑設(shè)計(jì)方案，項(xiàng)目共包含5種不同大小的花盆。其中，最大的獨(dú)立花盆為邊長(zhǎng)3.6米的正方形，內(nèi)含土壤深度達(dá)2米。而最大的非獨(dú)立花盆（部分由梁支撐）尺寸可達(dá)到6米 x 6米。

花盆種類(lèi)（三維示意圖）? Arup

與任何其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件相比，團(tuán)隊(duì)花費(fèi)大量時(shí)間對(duì)花盆進(jìn)行設(shè)計(jì)。奧雅納結(jié)構(gòu)團(tuán)隊(duì)研究和分析了包括普通鋼材、鑄件、GFRC等多種不同材料。我們綜合考量柱材的相容性、耐用性、建造和造價(jià)等因素，最終選定由鋼筋混凝土作為主要結(jié)構(gòu)材料。

花盆與結(jié)構(gòu)關(guān)系（剖面圖）? Arup

從模塊化設(shè)計(jì)和施工便利性角度出發(fā)，我們將花盆分為不同的原型。同時(shí)，將其模板設(shè)計(jì)為可重復(fù)使用，最多可重復(fù)使用 8 個(gè)鑄件，有效地控制了施工時(shí)間與成本。

天安·千樹(shù)東區(qū)目前正在建設(shè)中。相比一期，建成后的東區(qū)將涵蓋商業(yè)、酒店及辦公樓，規(guī)模更大，設(shè)計(jì)也將更加多元化。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)亦更加復(fù)雜、更具有挑戰(zhàn)性。

東區(qū)建筑立面采用相似的退臺(tái)設(shè)計(jì)，室內(nèi)挑空大空間可滿足不同功能需求。其50米大跨玻璃屋頂將圍合原址上的歷史保護(hù)建筑，地下室的設(shè)計(jì)和施工也將避開(kāi)歷史建筑。同時(shí)，西區(qū)和東區(qū)兩個(gè)地塊將通過(guò)一座跨度為50米的雙層鋼結(jié)構(gòu)人行橋連接。

項(xiàng)目整體效果圖? Heatherwick Studio

我們期待建成后的天安·千樹(shù)二期將繼續(xù)閃耀蘇州河畔，與千樹(shù)一期交融碰撞，釋放綠色生機(jī)與活力。

 項(xiàng)目信息 

建設(shè)單位：上海凱旋門(mén)企業(yè)發(fā)展有限公司

建筑設(shè)計(jì)：Heatherwick Studio/馬梁建筑設(shè)計(jì)顧問(wèn)（上海）有限公司

結(jié)構(gòu)顧問(wèn)：奧雅納工程顧問(wèn)（上海）有限公司

機(jī)電顧問(wèn)：巴馬丹拿建筑設(shè)計(jì)咨詢(xún)（上海）有限公司

設(shè)計(jì)院：上海建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：梁金桐 Andrew Luong

團(tuán)隊(duì)成員：Francis ARCHER、Dan BIRCH、Charlotte BRIGGS、Robin CHING、Ed CLARKE、Peter COOPER、DAI Dan、Gary DODDS、DONG Shao、Double FENG、Cindy GOU、HU Shu-Hui、HUANG Yan-Mei、Paul JEFFRIES、Cherry LAM、WaiKong LAM、Francois LANCELOT、LI Jin、LI Qing-Ping、LI Zhi-Cai、Benjamin LIU、LIU Di、LIU Tian-Yi、LU Ling、Andrew ROBERTSON、Eric STUREL、SUN Lu、Joseph SWAN、Tracy TAO、WANG Ying、WANG Ze-Xing、WU Chang-Song、WU Shi-Chao、WU Shuang-Lan、XU Ya-Hui、Kevin ZHANG、ZHANG Kui-Wu、ZHAO Jing-Hui、ZHOU Cheng、ZHOU Liang、ZOU Jin-Lin