威尔希尔大酒店的外墙设计:美女和野兽



Art_8.jpg

洛杉矶地震区 4 现实中威尔希尔大酒店的外墙设计

概要

自从市政厅拥有一座高层建筑以来,就没有真正解决为洛杉矶创造标志性天际线的问题。威尔希尔大塔是我们这个时代的建筑;与一代由花岗岩和嵌入式窗户组成的平顶建筑形成鲜明对比。本手稿将探讨在洛杉矶地震区 4 环境中实现玻璃的设计愿景。

提供洛杉矶市中心前所未见的景观,大尺寸玻璃覆盖塔楼,以最大限度地提高可见光和开放度。将审查影响玻璃选择和堆叠接头设计的因素。

让人想起优胜美地的半圆顶,这座 73 层的塔楼耸立在坚固的讲台底座之上。这些形式之间的桥梁是一个抒情的双弯曲天窗,为中央中庭提供了外壳。将探讨实现这一参数化建筑特征所涉及的挑战和创新解决方案。

最后,将对标志性表冠的设计进行调查。标志性的顶部高出塔的观景台 10 层。皇冠包裹在玻璃中,在响应 G4 力量的同时完成了建筑部分。

介绍

在洛杉矶市中心的原址上,Stadler Hotel 耸立着密西西比州以西最高的新建筑——威尔希尔大中心。大韩航空的愿景是建造一座标志性的单一塔楼——这是韩国和美国之间友谊的象征,是对洛杉矶的一项投资——洛杉矶是韩国人口第二多的城市,仅次于韩国本身。Wilshire Grand Centre 是一家拥有 900 间客房的四星级酒店,位于 18 层可出租的办公楼层之上。

它的平台包括酒店会议空间——宴会厅、会议室、休息区,以及一个健康俱乐部、零售空间和餐厅。提供五个地下停车位以满足当地要求并为中心的客人和租户提供服务。

AC Martin 的建筑师和设计师提出了五个重要的设计理念。第一个伟大的想法是改变洛杉矶市中心的天际线,如图 1 所示。认识到威尔希尔大中心将是二十多年来在洛杉矶建造的第一座重要的塔楼,AC Martin 团队试图创造我们这个时代的建筑。

洛杉矶市中心的天际线

图 1 – 洛杉矶市中心的天际线

洛杉矶市中心的天际线以一代带有截顶平顶的高层建筑为特征,以响应洛杉矶消防局 1974 年要求高层建筑配备直升机停机坪的条例。考虑到过去 20-25 年的经验教训,再加上灭火系统和现有策略的进步,与消防局和项目团队的谈判取得了成功,以从 1974 年条例中获得救济。

第二个重要的设计理念是创建一个无障碍的空中大堂。通过将酒店大堂设在塔顶,所有酒店客人都可以在 70 楼欣赏到洛杉矶市中心前所未见的美景。高速双层电梯以每分钟 1600 英尺的速度将客人从底层运送到 70 层,从而促进大容量垂直运输。

考虑到项目地点位于加利福尼亚州南部,下一个重要的想法是利用洛杉矶的温带气候。该建筑的平均温度为 70 年代(华氏度),其设计旨在最大限度地利用室外空间。宴会厅设有可操作的墙壁,可通向有盖的室外空间。酒店的门廊是一个有盖的室外空间,穿过场地的中心。宽敞的泳池甲板有助于休闲和放松,两侧是更私人聚会的小屋。

利用城市环境是第四大创意。威尔希尔大酒店的场地位于市中心两条主要轴线的交汇处。菲格罗亚走廊呈南北走向。南边是 LA Live,威尔希尔大中心成为沿走廊兴起的主要建筑开发项目的北锚点。在东西方向,第 7 街经历了位于威尔希尔大中心前门的餐厅和零售业的复兴。

第五个大想法是尽可能优化效率。从塔的机械系统设计到在整个酒店使用预制卫生间单元,设计师都面临着既要高效又不牺牲质量的挑战。高效设计的理念是大韩航空几代人成功的支柱,我们强烈鼓励设计团队在威尔希尔大中心的设计中采用这些原则。

正文

创造一个高耸的图标的旅程涉及诗意和实用性。形式之美源自于跨越几代人的一系列建筑和艺术工具。从水彩画的流动性,到计算机生成的犀牛模型形状的痉挛集合,到 3-D 打印模型,再到基本的纸模型,每种工具都为威尔希尔格兰德的水性形式的雕刻做出了贡献。从各个角度看这座建筑,塔的形状有时让人想起优胜美地的半圆顶,有时让人想起飞机机翼,这是大韩航空航空业务的字面隐喻。

正在建设中的威尔希尔大塔。 [1]

图 2 – 正在建设中的威尔希尔大塔。[1]

塔楼是我们时代的玻璃化表达,具有高性能表皮,与洛杉矶市中心大多数建筑物的花岗岩镶嵌窗不同,如图 2 所示。幕墙旨在最大限度地提高视野和天花板高度办公室和酒店用途。

使用大尺寸玻璃面板,提供接吻竖框为完成的天花板设置基准。塔的形式构成被合理化为可测量的几何形状,便于使用可重复的单元来实现可施工性并满足项目的成本参数。

矩形细长的塔楼形式要求 Thornton Tomasetti 和 Brandow & Johnston 的结构工程师开发一种不会倾倒的结构,同时应对地震带四位置(地震热区)中不可避免的地面运动。

结构设计涉及一个 17.5 英尺深的垫子基础,其中包含超过 660 万磅的密织钢筋和 21,200 立方码的混凝土,为打破 2014 年 2 月 16 日世界上最大连续混凝土浇筑的吉尼斯世界纪录奠定了基础。

从地基升起的是一个混凝土核心,它有四英尺厚的巨大墙壁,在顶部上升并逐渐变细到两英尺厚的墙壁。在塔楼高度的三个战略位置,外伸支架从混凝土核心延伸到周边箱形柱。

支腿由作为减震器、抵抗垂直和横向力的屈曲约束支撑 (BRB) 组成。在顶部和底部支腿位置,钢制宽翼缘构件的带状桁架环绕底板以抵抗扭转运动。

幕墙面板的设计考虑了八种结构运动来源 [2]:
1 - 横向荷载条件下的层间漂移(横向位移)
2 - 活荷载下水平框架构件的垂直运动
3 - 面板安装后施工荷载导致的柱缩短
4 - 由于混凝土核心徐变和收缩的强加兼容性而导致柱缩短
5 - 倾斜柱附近终止柱的重力差和横向运动
6 - 建筑物末端楼层延伸处的重力差运动
7 - 主塔柱因侧向载荷而缩短和延长
8 - 热应变

考虑到最大的预期运动,单元式幕墙系统的堆叠接头设计为+7/8”的打开位置和-1 5/16”的关闭位置。堆叠接头的轮廓设计为柔和的曲线,以创建视觉深度的阴影线。

坐落在 73 层高的塔楼和坚固的裙楼底座之间的是贯穿其中的河流,一个抒情的双弯曲天窗,如图 3 所示。将该物业推入公共广场,如图 4 所示。它覆盖的体量在其峰顶高 80 英尺,谷底高 30 英尺。酒店会议楼层的阳台可俯瞰中庭。光线充足的空间是物业的核心,是流通和寻路的核心。

Rhino 模型的天窗视图

图 3 – Rhino 模型的天窗视图

场地规划

图 4 – 场地规划

诗意的想法是一回事。让它成为现实是另一回事。设计开发过程涉及解决主要挑战,包括成本、可施工性和地震运动。从一开始就很明显,该项目无法支持曲面玻璃的成本和进度影响。天窗永远挂在开发经理的价值工程砧板上。如果天窗要成为现实,需要大量的坚持和创新。

第一个挑战是简化形式,同时保持更大的设计理念和美学表达,即玻璃河。使用 Rhino 和 Grasshopper 定义,将复杂的几何形状合理化为具有可管理约束的简单形式。

平板玻璃的使用是设计的基础。玻璃尺寸限制为最大 5'-0” x 5'-0”,这是由玻璃承包商 Benson Industries 提供的可施工尺寸参数。接下来,考虑了 Viracon 指定玻璃的最大允许翘曲,并将其限制为 L/100 的挠度值。通过对 Grasshopper 定义的操作,性能最差的面板最终的挠度值为 L/120。

在地震热区的两个巨大的建筑形式之间放置一个精致的玻璃元素似乎是不合逻辑的。然而,当同样积极的专业人士联合起来实现这一想法时,这个想法就可以实现了。天窗被组织成清晰的组件,以识别主要结构的层次、天窗的结构和玻璃系统。

塔楼和讲台之间的地震运动由记录结构工程师 Brandow & Johnston 计算和定义。在天窗的围护结构内,有必要考虑塔楼和裙楼在“x”和“y”方向的组合运动。动作从7楼的13英寸到1楼的3英寸不等。

天窗将固定在讲台一侧,而地震运动将在塔侧解决。为了适应相交楼层之间的移动范围,滑动轴承被设计为在固定板的约束内移动,固定板连接到塔的周边箱柱。“z”方向的运动,主要是为了风的上升,通过添加钢管来解决,钢管焊接到塔的箱形柱上,将天窗锁定到位。

接下来,解决了天窗本身的结构。来自俄勒冈州波特兰市的结构工程师 Catena Engineers 分析了天窗的形式,并通过在天窗的桁架和檩条结构系统中引入了漂移接头和 V 形支撑来保持美感。天窗框架的大型全尺寸模型由来自俄勒冈州波特兰市的钢铁工匠 Columbia Wire & Iron 创建,以确保框架部分可以无缝、按顺序安装且不会出现复杂情况。中庭天窗的建设已经完成,是洛杉矶市公认的迷人形式,不同于市中心的任何建筑。

考虑到通过塔楼和天窗的设计开发吸取的经验教训,皇冠是最后要考虑的部分。Crown 也被称为 Sail,因为其呈柔和的曲线形式,如图 5 所示。其朝南的一侧在平面和剖面上均呈曲线状。它的北面、西面和东面都是正交和倾斜的平面。标志性的塔顶高出观景台 100 英尺。

表冠的渲染图

图 5 – 表冠的渲染图

它在顶部是开放的,是一个功能性的屏幕,用于隐藏位于其外壳内的建筑维护单元、电梯机房和机械设备。通过再次利用 Grasshopper 的定义,双曲线形式被合理化以最大限度地减少翘曲,允许单元式幕墙面板覆盖玻璃屏幕,这是塔楼开窗的视觉延伸。

皇冠的结构最初被设想为轻盈而花边。它是关于细木工和美感的,标志性的顶部重新定义了洛杉矶市中心的天际线,最终由一座高出皇冠顶峰 173 英尺的尖顶加以强调。经过结构工程师的进一步分析,很明显地震会在塔顶产生 4G 加速度。

花边和花丝的概念已经一去不复返了。皇冠的结构成为了蛮力的声明。成对的垂直桁架被坚固的宽翼缘钢构件和巨大的角撑板取代。尽管地震力的功能现实及其对结构设计的影响,设计团队仍坚持确保不会失去所有美感。该结构是有组织的,并与皇冠的整体设计相结合。

结论和总结

威尔希尔大中心将于 2017 年 6 月开业。最初的设计目标将实现:天际线、空中大堂、气候、城市环境和效率。原有的建筑形式完好无损。通过设计、工程和承包团队的坚持不懈,美与野兽玩得不亦乐乎。

参考

[1] Wilshire Grand Center construction photo by Gary Leonard 
[2] Thornton Tomasetti Memorandum to Brandow & Johnston, “Structural Movements for Façade”, June 18, 2013

Tags: none