建筑形態(tài)與建筑結(jié)構(gòu)之間存在的矛盾由來(lái)已久，建筑師天馬行空、大膽前衛(wèi)的想法時(shí)常會(huì)因?yàn)樾枰獫M足結(jié)構(gòu)要求和技術(shù)限制而僅僅停于紙面。如何實(shí)現(xiàn)突破了常規(guī)建筑形式的項(xiàng)目，如何將建筑師的奇思妙想實(shí)現(xiàn)從紙面走向現(xiàn)實(shí)？
01 俄羅斯儲(chǔ)蓄銀行科技園
本項(xiàng)目由扎哈哈迪德建筑事務(wù)所設(shè)計(jì)，作為俄羅斯銀行 Sberbank 的 IT 部門的新辦公大樓，具有高度復(fù)雜的幾何形狀的玻璃圍護(hù)結(jié)構(gòu)。
地面層和入口處的玻璃系統(tǒng)使用了專門為本項(xiàng)目開發(fā)的詳細(xì)的框架系統(tǒng)，以適應(yīng)這些區(qū)域的復(fù)雜曲率。中庭屋頂和橋梁采用網(wǎng)格殼型鋼結(jié)構(gòu)，跨度為80x30米， Eckersley O’Callaghan 還為中庭外墻和橋梁提供了二級(jí)系統(tǒng)以及關(guān)鍵的主要結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)連接點(diǎn)。
Eckersley O’Callaghan 在 Grasshopper 中開發(fā)了內(nèi)部數(shù)字設(shè)計(jì)工具，對(duì)復(fù)雜的幾何形狀進(jìn)行參數(shù)化分析，確定實(shí)現(xiàn)每個(gè)面板的形狀、熱能和視覺性能所需的制造工藝，確保能夠在整個(gè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)中保持玻璃的視覺一致性。
02 新加坡濱海灣金沙酒店蘋果商店
世界上第一家直接坐落于水面上的蘋果店，完工于2020年，由福斯特建筑事務(wù)所和Eckersley O’Callaghan 共同完成。這個(gè)“漂浮”在新加坡濱海灣金沙酒店旁的巨大透明玻璃球體，繼承了蘋果商店標(biāo)志性的“挑戰(zhàn)不可能”的極簡(jiǎn)主義外觀，盡顯蘋果在探索玻璃結(jié)構(gòu)上的野心。Eckersley O’Callaghan 成功實(shí)現(xiàn)了這個(gè)完全無(wú)其他支撐結(jié)構(gòu)的全玻璃穹頂結(jié)構(gòu)。
建造一個(gè)全玻璃穹頂結(jié)構(gòu)，完全自我支撐，沒有柱子，沒有斜拉結(jié)構(gòu)，沒有梁或拱，尚屬世界首例，是令人驚嘆的工程創(chuàng)舉。球體17米高、30米寬，僅由114塊玻璃板組成，玻璃與玻璃間由10個(gè)狹窄的垂直中縫進(jìn)行結(jié)構(gòu)連接，最大的玻璃板寬10米x高3米，每片玻璃被熱塑或?qū)訅撼尚停@種拼裝方式也同樣是世界上的首次嘗試。
構(gòu)成穹頂結(jié)構(gòu)的鋼框架及其纖細(xì)，滿足了建筑的整體感，在纖細(xì)的結(jié)構(gòu)中，藏著照明和噴淋系統(tǒng)等功能部件，承擔(dān)起功能性。穹頂頂端的中央圓形玻璃面板，可以在發(fā)生火災(zāi)時(shí)升起；圓環(huán)形的擋板起到了防眩光和消音的作用。Eckersley O’Callaghan 從概念階段就介入到設(shè)計(jì)之中，提供了從概念到現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督直至完工的全部建筑上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
03 倫敦天空泳池
倫敦天空泳池作為世界上第一個(gè)完全透明的游泳池，Eckersley O’Callaghan 為其提供了結(jié)構(gòu)方案。本項(xiàng)目由 HAL Architects 設(shè)計(jì)，這是同類中的第一個(gè)，也是一項(xiàng)真正卓越的工程壯舉，一個(gè)透明的長(zhǎng)達(dá)15米的游泳池橫跨在兩棟十層高的公寓樓之間。由于兩座建筑物都受到正常運(yùn)動(dòng)的影響，包括風(fēng)搖和地基沉降，如何在高空上實(shí)現(xiàn)這一大跨度泳池，Eckersley O’Callaghan 解決了許多重大的工程挑戰(zhàn)。
游泳池采用透明亞克力建造。水池側(cè)壁厚180毫米，深3.2米。它的底座厚360毫米，水池懸空部分重達(dá)50噸，整個(gè)水池需要承載150噸水，其中100噸由亞克力橋“橋”承載。由于其尺寸過大，天空泳池實(shí)際是由單獨(dú)的幾部分拼接而成的，連接處巧妙設(shè)計(jì)了透明粘合接頭，以最大化粘合面積并避免高應(yīng)力區(qū)域。
水池結(jié)構(gòu)在建筑物之間有15米的跨度，泳池側(cè)壁形成的深梁能夠?qū)崿F(xiàn)跨越這個(gè)距離，同時(shí)承載水的重量，并抵抗側(cè)面的靜水壓力和風(fēng)荷載。這兩座建筑物都受到正常運(yùn)動(dòng)的影響，這是這種規(guī)模的建筑物所固有的，包括風(fēng)搖和地基沉降。泳池結(jié)構(gòu)通過避免兩端的剛性連接來(lái)處理這種運(yùn)動(dòng)；它在橋梁支座上滑動(dòng)，同時(shí)保持水密性。
建筑物兩端各有一個(gè)額外的5米長(zhǎng)的游泳池，泳池總長(zhǎng)為25米，這些部件由不銹鋼連接。它們通過兩個(gè)高強(qiáng)度、彈簧張緊的、直徑為38毫米的不銹鋼棒通過亞克力綁在一起，位于水池下方。粘合的丙烯酸結(jié)構(gòu)提供更少的侵入性接頭，實(shí)現(xiàn)更高的透明度。亞克力的折射率接近于水的值，當(dāng)透過水或從外面觀看時(shí)，變形也會(huì)小得多。
04 香港新藝術(shù)博物館
在 KPF 和 SO-IL Architects 共同設(shè)計(jì)的香港新藝術(shù)博物館項(xiàng)目中，Eckersley O’Callaghan 為該項(xiàng)目創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)出了世界上半徑最小的玻璃圓柱，不僅實(shí)現(xiàn)了建筑立面的獨(dú)特性，更突破了玻璃制造技術(shù)的極限。
香港新藝術(shù)博物館，在一個(gè)大型綜合開發(fā)項(xiàng)目中占據(jù)兩層樓。博物館空間的全玻璃幕墻位于多層開發(fā)項(xiàng)目的六樓和七樓，環(huán)繞著建筑占地面積的一半（約 170 米）。立面由475個(gè)玻璃圓柱體組成，每個(gè)圓柱體高9米，半徑450毫米，環(huán)繞著博物館。以前從未有過這種尺寸的玻璃面板被彎曲到如此小的半徑。這些圓柱體由兩個(gè)半圓柱體制成，它們本身由熱塌陷的夾層玻璃制成，然后用硅膠密封在一起。
Eckersley O’Callaghan 面臨著設(shè)計(jì)管狀結(jié)構(gòu)玻璃幕墻的挑戰(zhàn)，該幕墻無(wú)需額外支撐即可從底部跨越到頂部，同時(shí)滿足項(xiàng)目的能源和性能要求。
所有的面板都有底座支撐，入口和開口處的面板通過一個(gè)穿過玻璃的機(jī)械連接螺栓支撐在相鄰的全高玻璃柱上。支撐結(jié)構(gòu)的移動(dòng)是通過頂部約束的垂直釋放連接細(xì)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
05 倫敦卸煤廠購(gòu)物中心
Coal Drops Yard 是 Heatherwick Studio 在倫敦的歷史建筑改造項(xiàng)目，對(duì)兩座維多利亞式倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行大規(guī)模翻新，打造新的地標(biāo)性購(gòu)物中心。Eckersley O’Callaghan 為本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了鋸齒狀的玻璃幕墻，以適配改造項(xiàng)目獨(dú)有的“接吻”屋頂。鋸齒玻璃的每個(gè)角度都不同，每個(gè)角度都需要精確測(cè)量和仔細(xì)考慮，以適應(yīng)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)、荷載和連接細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。
耗資 1 億英鎊的購(gòu)物中心計(jì)劃采用重達(dá)1350噸的“接吻”屋頂，將兩座現(xiàn)有建筑連接起來(lái)，形成一個(gè)新的高層。Eckersley O’Callaghan 在這個(gè)接吻的屋頂下設(shè)計(jì)了一個(gè)鋸齒狀玻璃幕墻，玻璃在它的頂峰上升到 7 米高。
Eckersley O’Callaghan還設(shè)計(jì)了連接立面和屋頂梁的支撐鋼結(jié)構(gòu)，以及一樓六米高的玻璃面板。更新項(xiàng)目保留了歷史拱形建筑的許多特色，包括將變成公共活動(dòng)空間的遺產(chǎn)灣。為了保留和突出空間的鵝卵石地板，Eckersley O’Callaghan 創(chuàng)造了一個(gè)特色凸起的玻璃地板，它支撐著鋼柱。
06 蘋果杭州西湖店
杭州西湖蘋果零售店是蘋果在亞洲地區(qū)最大的零售店之一，是 Eckersley O’Callaghan 和福斯特事務(wù)所合作的又一個(gè)蘋果店項(xiàng)目。項(xiàng)目的立面由11塊雙層玻璃板組成，玻璃板高15米，是當(dāng)時(shí)世界上最大的單片玻璃板之一。
玻璃板由豎向的玻璃支撐，構(gòu)成一個(gè)純玻璃的立面，以達(dá)到最大的通透性。立面充分考慮了抗風(fēng)和抗震性，玻璃板塊間可以在一定程度內(nèi)自由移動(dòng)。
項(xiàng)目以“懸挑”為特色，玻璃樓梯僅依托一側(cè)的墻壁，“懸浮”在半空，采用了與建筑師和玻璃加工商 Sedak 合作開發(fā)的新的夾層插入式配件；建筑中的二層是從后壁伸出的懸臂地板，12米寬，地板厚度從1.2米逐漸縮小到10厘米。
門廳雨棚也由玻璃面板組成，以豎挺和承重玻璃板組合而成的力平衡玻璃板重心，形成無(wú)支撐挑檐。
07 Vidre-Slide
Vidre-Slide 玻璃滑梯由 Eckersley O’Callaghan 公司與玻璃制作公司 Cricursa 合作完工，二者決定在這個(gè)新的裝置項(xiàng)目中，進(jìn)一步探索之前香港新藝術(shù)博物館項(xiàng)目中開發(fā)的、建造小弧度長(zhǎng)條形玻璃半圓柱的新技術(shù)，并制造更多的應(yīng)用機(jī)會(huì)。滑梯以四米高的三角玻璃結(jié)構(gòu)和九米長(zhǎng)的滑道組成，完全以玻璃和結(jié)構(gòu)硅膠粘合，全梯沒有使用任何機(jī)械固定。
滑梯主要以兩個(gè)長(zhǎng)玻璃元件組成，相互支撐，底部由鋼件固定在地板上。玻璃元件的半圓柱的半徑為450毫米，長(zhǎng)達(dá)九米，一體成型沒有拼接。玻璃的彎曲在實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)跨度方面起關(guān)鍵作用。
整個(gè)項(xiàng)目的關(guān)鍵在于僅憑固定劑連接元件，Eckersley O’Callaghan 選擇使用名叫 TSSA（Transparent Structural Silicone Adhesive）的透明結(jié)構(gòu)硅膠黏合劑，這種黏合劑可以提供幾乎看不見的粘合，能夠抵御人在結(jié)構(gòu)上的重量所帶來(lái)的剪切負(fù)荷。玻璃踏板也由黏合劑粘接在弧形玻璃表面。
