建筑概论大作业迪拜帆船酒店设计理念和施工手段2.pdf

聆听波斯湾的涛声聆听波斯湾的涛声浅谈迪拜帆船酒店设计理念和施工手段浅谈迪拜帆船酒店设计理念和施工手段摘要摘要:本文将以阿联酋迪拜帆船酒店为分析对象，通过阐述设计师的设计理念和工程师的建造施工过程再现这座地标性建筑的伟大之处。建筑师在结合当地实际情况和地理环境，运用他们所学以及高新科技造就了该建筑独特的结构和形式，因此帆船酒店并成为了当代建筑的经典之作。关键字关键字:帆船酒店 建筑设计 人工岛 施工建造引言：引言：20 世纪 50 年代，迪拜还只是阿拉伯湾一个朴素的海滨小镇，而到了 90 年代以后，它发生了脱胎换骨的变化。鳞次栉比的摩天大楼在霍尔河畔奇迹般地崛起，让人以为自己仿佛到了纽约。像其它中东城市一样，迪拜因石油而富庶。但对一个雄心勃勃想在新世纪大展身手的新兴城市来说，石油当然不是全部。它打开了大门，大力发展旅游业。由于拥有高素质的环境以及丰富多彩的文化(因为80%的人口是外国人的缘故)，到迪拜的旅游者以模特、艺术家、商人等高收入阶层居多。在迪拜王储的提议之下，知名企业家 Al-Maktoum 投资兴建了美轮美奂的帆船酒店。正文：正文：背景介绍背景介绍迪拜是阿联酋第二大城市，位于阿拉伯半岛中部、阿拉伯湾南岸，是海湾地区中心，被誉为海湾的明珠。在这座以金融业、石油和旅游业为主体的城市，正是因为有着丰厚的资本，才让这座城市有很多世界上著名建筑和高楼，迪拜甚至是世界奢华的代表，而在这座奢华的国际大都市里，帆船酒店算是一个代表。帆船酒店是世界上唯一的一家七星级酒店，也是世界上最高的酒店，这些都代表着它的地位的重要性。因为迪拜这座城市的特殊和建筑的奇特，吸引了每年来自世界各地数不胜数的游客。帆船酒店又称阿拉伯塔酒店，雄踞在迪拜海岸外，是全球最了不起的建筑之一。该酒店于 1994 年建成，其中仅外壳及填海的费用就高达11 亿美元，整个酒店含有 26 吨黄金，共27 层，高度超过321 米，甚至超过了埃菲尔铁塔。这是地球上最高，恐怕也是最奢华的一家酒店。1999年深冬，帆船酒店落成剪彩，开门迎客。它的豪华程度令人叹为观止，专家们很为难，真不知道该给它定几颗星：五星，六星，还是七星？实在是没有先例，给不出一个确切的结果。有人说，酒店应该划到七星。其实，几颗星并不重要，关键是全球酒店业“无出其右”，这座沙漠与海洋之间的巨大建筑，养育着人类追求卓越的思维和好莱坞式的梦想。设计理念设计理念帆船酒店最初的创意是由阿联酋国防部长、迪拜王储阿勒马克图姆提出的，他梦想给迪拜一个悉尼歌剧院，埃菲尔铁塔式的地标。经过全世界上百名设计师的奇思妙想，加上迪拜人巨大的钱口袋和5年的时间，终于缔造出一个梦幻般的建筑将浓烈的伊斯兰风格和极尽奢华的装饰与高科技手段，建材完美结合。建筑本身获奖无数。酒店由英国设计师英国汤姆.赖特操刀设计，其外型酷似一艘鼓满了风的独桅三角帆船(一种阿拉伯船只)，在海面上巍然挺立。酒店特意建造于不会让建筑阴影覆盖海滩的位置。两个“翅膀”以 V 型蔓延，形成一个巨大的“桅杆”，酒店的顶部设有一个从建筑边缘伸出的悬臂梁结构的停机坪；酒店的另一边延伸，是一家透过悬臂支撑的空中餐厅。在建筑内部有一个世界上最高的中庭，其高180米，它以涂有能够防尘防沙的铁弗龙涂料的玻璃纤维纺织布包围帆船的“两翼”而成。帆船酒店糅合了当时最新的建筑及工程科技，迷人的景致及造型，使它看上去仿佛和天空融为一体。这座看起来好像是正在行进中的帆船形象的酒店建在海滨的一个人工岛上，是一个帆船形的塔状建筑。酒店采用双层膜结构建筑形式，造型轻盈、飘逸，具有很强的膜结构特点及现代风格。所有的202间房皆为两层楼的套房，最小面积的房间都有170平方米；而最大面积的皇家套房，更有780平方米之大。而且全部是落地玻璃窗，随时可以面对着一望无际的阿拉伯海。最令人吃惊的是一进房间，居然有一个管家等着跟你解释房内各项高科技设施如何使用，因为酒店豪华尊贵的服务宗旨就是务必让房客有阿拉伯油王的感觉，在狠狠地让人感到吃惊之余，也让人感叹金钱的力量。以最普通的豪华套房为例，还包括窗帘和电灯的开关，办公桌上有东芝笔记型计算机，随时可以上网，墙上挂的画则全是真迹。酋长的希望是有一座奢华的抢眼地标，率领迪拜迈入高档观光业。他凭借过人的胆识选择了平均年龄仅32岁的汤姆莱特团队，而在此之前他们并没有相关的高层建筑经验，且从未设计过超过15层的建筑。汤姆赖特的观点是建筑要成为地标，必须依靠简单而独特的形状，比如判断一个地标，只需几笔就能画出来，还能一眼看出所在地，这就是地标性建筑。比如悉尼歌剧院，巴黎埃菲尔铁塔。建造施工建造施工工程花了 5 年的时间，2 年半时间在阿拉伯海填出人造岛，2 年半时间用在建筑本身，使用了 9000 吨钢铁，并把 250 根基建桩柱打在 40 米深海下。填造人工岛填造人工岛莱特希望这座建筑像一艘巨大的游艇自水中升起，这就需要一座小岛当做地基。于是迪拜的第一座人工岛为此兴建。人工岛距海岸 270 米。帆船酒店于 1994年 11 月动工，工程一共花了 5 年时间。而在阿拉伯海填岛就花费了两年半。这座 321 米高的建筑重达 25 万吨，而且需要抵抗地震和海湾暴风雨的的威胁。对于人工岛上的高层酒店而言，这是具有巨大挑战的。为了打造坚固的岛屿地基，他们制造了一种特制的混凝土空心砌砖。用石块填海，再在表面铺上这种砖块，可以很好的吸收海浪的冲击力。小岛表面的砌砖层如海绵一般，浪打过来时，海水流进空间自行回转，力量大致被分散。最终打造的安全岛，距海面仅有7.5 米高，完美实现了莱特的设计方案。打造地基打造地基1995 年，在完成人工岛的施工后，下一阶段就是地基的问题。建筑工人在岛中央，把一段段巨大的钢材打入地底 20 米深，这样构成一道三角形的钢墙叫做钢板桩围堰。一种临时性的围护结构，其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰内排水，开挖基坑，修筑建筑物。一般主要用于水工建筑中，除作为正式建筑物的一部分外，围堰一般在用完后拆除。施工团队把围堰里面的沙挖空，将成为酒店地下室的外围。但移除沙恐怕有其风险，海水的重量大举压向海床，这股力量迫使海水渗透沙，很可能从下而上淹没人工岛，这是一项真正的挑战。为了防止海水涌入，工程师在沙中注入液态水泥，从下面把它的钢墙壁封起来。不过移走沙土形成地下室的时候，压制海水力量的重量不断的减轻，水泥密封将受到最大的考验。最糟糕的情况是海水移动造成的压力，把坑洞的底部像香槟的瓶塞一样冲开。如果计算错误，坑洞可能惨遭淹没，葬送数百名工人的性命。但一个优秀的工程师的设计应该是不存在问题的。在水泥密封固定之后，工人开始用挖土机移开沙土。结果与计算相同，钢墙和水泥密封都通过了考验。任何摩天大楼都需要庞大的支撑，但帆船酒店的地点使难度增加，从来没有人在填筑土地上盖过这种建筑物，这可是一栋 300 多米的高楼，盖在阿拉伯海湾6 米深的人工岛上。迪拜位于主要断层线的范围内，地质情况令人担忧。地基下方都是沙土，岩心钻探 180 深后仍然没有实心岩石来支撑一座摩天大楼的地基。如何防止建筑物下陷？聪明的建筑师们想到了利用表面摩擦效应。先前岩心钻探的结果不佳，问题也变得更加复杂。寻找地下岩床的团队钻入海床深处，但足足钻了 180 米深，还是没有找到实心的岩石，这会让他们的工作更艰难，但建筑师仍旧不肯认输。一般人会以为他们疯了，在沙上盖这种建筑物？更别说在海里了。这座 300 多米的建筑物地基下方只是沙土而已，要如何抵御地震和时速近 150公里的强风？建筑师拟出计划他们想把钢筋混凝土桩钻入沙土深处来支撑帆船酒店。但是要如何防止整座建筑物沉降呢？在现实工程中，按桩的受力情况，桩分为摩擦桩和端承桩。如果桩穿过并支撑在各种压缩土层时，主要依靠桩侧土的摩阻力支撑垂直荷载，这样的桩就称为摩擦桩。摩擦桩主要用于岩层埋置很深的地基。在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩侧阻力承受。因此，设计团队靠的是“表面摩擦效应”，很好地利用了摩擦桩。这种阻力可以阻止两个粗糙的表面相互滑动。表面摩擦的重点在于沙和桩表面。桩越长，越深入地底，表面摩擦效应越大。用一根铁管来模拟摩擦桩的效果，一旦桩和周围沙的摩擦力相当于锤子施加的荷载，桩就会停止不动。但要用工程师克里普斯的设计来锚固帆船酒店，沙必须够压实，才能在建筑物桩周围制造阻力。钻孔工人把沙样本包裹在密封容器里面送去作分析，若结果显示沙太松，锚固建筑物的桩支撑力可能突然消失。迪拜的地理条件让大家有理由担心，迪拜位于主要断层线的范围内，这座高耸的建筑物可能经不起地震摇晃。1964 年 6 月，日本北部的新泻发生里氏 7.5 级的地震。由于这个地区盖在多沙的淤泥上，公寓大楼全数被震垮。这不是一般地震造成的倒塌，这种骇人的现象称为“液化”。当松软沙土的颗粒发生震动会把所有的气孔填满，压实沙占据的空间缩小，地面不再是实心的土壤，反而变得像液体一样。盖在移动的沙土上，任何建筑物都会倒塌。不过，岩心钻探的结果回来是个好消息，基地深处的是压实的钙化沙，不会有液化的威胁。但桩必须够长，让表面摩擦力稳固地基。为了安全起见，工程师不打算冒任何风险，规定地基要比原定计划加长 20%即把桩延长 8 米。地基处理一共打了桩 250 根直径 1.5 米、长 45 米的钢筋混凝土桩，这 250 根钢筋混凝土桩总长超过 10 公里，相当于 35 座这些桩支撑的摩天酒店。桁架的使用桁架的使用工程师们迎接挑战，一个接一个地解决这个非常特别基础工程中碰到的问题。这栋建筑必须经得起阿拉伯湾最恶劣的天气，酒店本身的混凝土墙壁很薄，为了抵御强风和地震，设计师选择了用对角桁架支撑。桁架是房屋、桥梁等的架空的骨架式承重结构，只有用内部结构是坚固的巨大的对角桁架，才能把巨大钢结构的弧形系在一起。但依照迪拜的气候，日夜温差可达到 14 度，这会使桁架急剧膨胀和收缩。装配前，工人们将桁架加热，模拟沙漠中的温度。桁架在 24 小时内会膨胀和收缩 5 公分。最终一位建筑师想到的一个巧妙的办法使桁架精准地安装在了构架上。在构架上安有垫圈，垫圈洞口并未对准中心，垫圈可以旋转，直到可以和对角桁架的洞口对齐。空中餐厅空中餐厅空中餐厅翱翔在海面上 200 米处，从大楼狭窄的中央核心向两边突出将近 27米。这个设计是对工程学的一次挑战。10 根高达 1.6 米的钢梁，以辐射状向外伸出，作为刚性钢楼板的基座。然后将整间餐厅被用铝和玻璃围起来。这座看似反重力的建筑，可以在时速将近 160公里的狂风中安然无恙。结论结论随着社会的进步和经济的飞速发展，建筑行业也快速发展，世界各地一座座风格奇特的建筑也纷纷拔地而起，各地出现了很多摩天高楼，而且风格迥异，我想这也是建筑发展的大势所趋。迪拜作为世界上奢华城市的代表，自然不甘落后，赶上世界发展的潮流，修建了一大批风格独特的建筑，而帆船酒店是迪拜乃至全球的一个经典之作，它结合了迪拜处于海边的这一独特地形，帆船酒店的设计独具匠心，设计者将大楼设计成了帆船的模型，寓有将要启程远航的寓意。它不仅外型上独具一格，而且还是一座风格独特摩天大楼，这使得这座大楼结构必须承受得起“巨型帆船的”重量，所以它的力学结构要求相当高。帆船酒店的不但有另人震撼的外观，还有极其奢华的内饰，它的内饰都是顶级奢华的代表，代表着尊贵。帆船酒店是迪拜的标志，也是尊贵奢华的象征。从人工岛的填筑，到基坑开挖，最后到桩基础施工，帆船酒店工程虽然极具难度，很多问题都是前所未有的，但是工程师们很好的完成的任务，挑战了工程学的极限，我体会到了他们的艰辛，更佩服他们的智慧。在海上修建筑物本来不是易事，要考虑地震、海啸、海风等自然灾害所带来的风险。每位主管工程师都面临着很多难题，他们没有放弃，而是想方设法的去解决，于是很多看似不可能的事情在他们的细心研究下发生了，由此证明人的智慧是无限的，只要有那份自信心，加上勤于思考、勇于实践，总会想到办法，人的智慧的创造永远不可估量。更要说明一下迪拜酋长的雄才伟略，他深知当地的石油早晚会枯竭，提前想出解决未来会遇到的危机的办法：用旅游代替石油，现在看，他是非常有远见的。从帆船酒店这个成功的实例的不难看出，要把一个建筑工程很好的完成，基础工程的建设是至关重要的。尤其是像这种地下甚至于水下作业的高难度地基工程，更是要经行周密的实地测量和设计。此外，对于建筑材料的要求也不能有半点马虎，更不能偷工减料。对于一些工程难题，设计团队和施工团队也要积极合作，要避免一些“门户之见”和“私利”问题，毕竟完成工程才是最重要的。所以，团队合作也是至关重要的，而我们大学生就应该培养这样的合作精神和能力。这是我们作为一名土木学生应该追求的。