Haxxy Playscape Beijing  （暖亲）

建筑面积：4000平方米

地 址：北京市 朝阳区

业 主：北京暖亲健康科技有限公司

竣工年份：2021年

建筑师：waa 未觉北京 张迪 JackYoung

结构工程师：张锦斌 汤理达

这座有温度的建筑与LAVA的关系超越了一般意义上的委托和设计建造，我们带着温暖的想法和而立之后的童趣投入建筑的设计和建造中。于LAVA而言，这不仅是一座儿童健康中心，这是一个孩子的游乐场，一个将会让自己的孩子欢笑的所在。

^@田方方

山丘Mound

山丘的设计经过分为三个阶段：

第一阶段是设计初期的瓶颈，工程师判断山丘造型的形态比较接近拱的形态，因此初步建议了混凝土的结构表达，在经典力学中拱是各处均匀的受压构件，而且山丘形态接近于空间中的连续的拱组成的穹窿，荷载可以利用混凝土的压应力跨越一段距离。但事实上山丘的形态在深化分析中发现并不能满足拱的效应，矢跨比远远达不到拱形有利的1：5的比例，甚至1:10都很难达到。此外，局部的开孔使得结构出现了应力的反转，这和预期相符，但原计划依靠混凝土中配筋来解决被证明不是一个高效的办法。特别是在山丘大开口的部位，出现了比较大的拉应力，至此工程师团队进入了山丘设计的第一个瓶颈期。

^@waa

第二阶段是设计深化之后的探索期。混凝土穹顶的造价和工期要求也在这个阶段开始提出挑战。穹顶需要复杂的支模来确保形态，模具高昂的造价和漫长的加工期使整个建造团队犹豫不决，因此工程师提出了第一个解决方案，即采用土方来“制造”山丘的形态，然后在其表面浇筑低标高的混凝土保护层，敷设钢筋，然后进行混凝土浇筑。这个方案在相当长的时间内得到了各方的认可，但问题马上出现了。疫情造成土方的造价和场地内运输通道基本也否决了这个方案。

@waa

第三个阶段是解决问题的阶段，经过一连串的问题的发现和思考，工程师们总结出三个山丘要解决的最大难点，矢跨比不足、结构自重太大、混凝土支模复杂。解决这些问题的出路就是采用更有结构承载力、更轻、不需要支模的结构方案，即钢结构。

^@张锦斌

^@张锦斌

^@张锦斌

山丘造型采用的钢结构体系是一种比较复杂的单层网壳的体系，网壳系统中所有的杆件都只承受拉应力或者压应力，而山丘的杆件事实上还承担弯矩，这主要是因为复杂开洞和较低的矢跨比。此外，山丘造型的表面从荷载最优化的角度考虑，只是敷设了4mm花纹钢板，钢板的主要目的是作为装饰材料的基层，但后期根据设计深化，现场必须在花纹钢板上布设一层混凝土以便装饰材料的施工，现场局部完成的花纹钢板和配筋混凝土可以联合工作，因此最终的深化模型中结构工程师考虑了混凝土面层的有利影响。

除了承载力分析外，山丘地形的钢结构还进行了特征值屈曲的分析，分析结果也表明结构的安全性较高，整体失稳模态的因子达到16以上。

^{注：在计算中，山丘荷载充分考虑了人员密集的情况，但事实上山丘变形最大的区域， 很难达到350kg每平米的活荷载，因此工程师反复测算之后可以判断山丘的安全性。}

^{山丘地形的结构布置情况@张锦斌}

^{山丘地形在标准荷载组合下的变形情况@张锦斌}

^{山丘地形结构单元在基本荷载组合下的应力情况@张锦斌}

^{山丘钢结构施工中}

管道和管道楼梯

管道楼梯设计和山丘地形的过程基本一致，在前期方案讨论阶段，建筑师明确了管道的尺寸，我们根据不同的管道直径设计不同的结构承载方式，2.3米的管道整体受力，利用肋板和管壁建立结构的承载单元，1.7米的管道则考虑上部完全打开，无法形成受压区，因此设计了双层管壁，利用踏步板和下部管道组成结构单元。具体设计中，工程师首先在Rhino模型上进行详细的建模，所有的劲板、管壁、连接板、踏步、肋板都建出来，然后转换到SAP2000中进行计算分析。

^{基本组合下的结构应力状况@张锦斌}

^{双层管壁钢楼梯@张锦斌}

^{管道实景@张锦斌}

^{双层管壁钢梯结构细部（隔板、劲板、内外管壁）@张锦斌}

^{连廊钢结构整体计算@汤理达}

^{连廊钢结构施工中@汤理达}

^{典型段TYP计算@汤理达}

^{连廊实景图@张锦斌}

^{办公区整体放样三维模型@汤理达}

^{办公区实景@汤理达}