同济大学综合楼构造分析

综合楼的建筑构造分析
位置与概况
综合楼位于校园的东北部，东临主干道四平路，北临国康路，南侧与行政楼之间有一块大型的景观绿化广场，整个占地面积为15615平方米。

广场下部有一面积为7859平方米的停车场。

该建筑地下一层，地上塔楼27层(包括21个标准层，层高4m；6个设备层，层高2m)，建筑高度98m，总建筑面积46000平方米。

背景与功能
综合楼是为了纪念同济百年校庆的一个作品，主要的功能是集办公与教学一体，并体现了同济在建筑方面的卓越成就。

英国结构工程师学会授予综合楼的设计教育与医疗建筑类大奖，成为自1968年奖项设立以来中国大陆地区第一个获奖项目。

作为百年校庆的标志性建筑，综合楼高度近100米。

由于是21世纪的代表性作品，所以设计为21层。

大楼从外型看是一个方正的建筑，边长近50米的正方形以16.2m*16.2m为一个单元，将教学、科研、接待、办公、会议等多种功能集中在7个L形单元，每个单元高度为3层，在楼内顺时针旋转叠置上升，中央形成一个通高的中庭。

中庭的大跨度空间中分布了多个造型各异的单体，单体包括了会议厅、多媒体室等进行教研会议的场所。

透过围绕楼体旋转上升的玻璃幕墙能够清晰地看到楼内颜色丰富的单体，产生了楼中楼的效果。

大楼的整体方正造型和楼内单体的造型产生了强烈的对比效果。

正是楼中中庭并不规则的中空空间使整个大楼产生了一种强烈的空间感。

通高的中庭
结构与构造
综合楼的建筑空间组织复杂但是却不显错乱。

其间功能单元可进行多种使用方式的转换。

建筑形体盘旋而上，虚实相间。

复杂的建筑空间给结构体系的选择和结构设计带来了挑战。

设计采用由方钢管混凝土框架和外围粘滞阻尼支撑组成的耗能支撑框架结构体系。

从结构抗震的角度出发，大型复合中庭导致每层楼板的开动较大，在水平地震作用下，楼板薄膜效应削弱。

“L”形体块的螺旋上升设置，致使各体块单元的质心亦呈螺旋上升排列。

在地震作用下结构将产生较大的扭转效应。

设备层的设置使结构的侧向刚度不规则。

设计采用的钢结构体系，形成巨型框架结构，实现建筑空间大跨度，并有效减轻结构自重，增强外围框架的空间协同抗扭性能。

外围框架对应建筑螺旋布置的56个阻尼支撑，在水平地震作用下，粘滞阻尼器做功耗散输入的振动能量，减小结构的扭转影响。

经同济大学土木工程防灾国家重点实验室进行的模型几何相似比为1/15的模拟地震振动台研究，试验结果为结构抗震设计提供了可靠依据，确立了结构设计方案的可行性。

因此模型也作为象征综合楼的雕塑立于楼前的广场，富有意义。

楼盖体系采用压型钢板组合楼板，板底不再配置受拉钢筋，仅在板
顶配置负弯矩筋。

楼板和钢梁之间采用抗剪栓钉实现水平力作用下的梁与板共同工作。

由于压型钢板上的浇筑的砼较厚，压型钢板底面不再涂刷防火涂料。

立面与装饰
综合楼虽然外表上看是一个简单的立方体，但是简洁的建筑立面却显示出一种规律的美感。

它的立面开窗处理更用了同层变换宽窄而隔层错位的手法使整个立面富于变化而又显整体，墙面用色选择了一般不常被使用的略呈土灰的香槟色，形式风格上有着当代欧洲高层建筑明显的特征，总体上给人的感觉是简约、雅致、大方，虽然与校园内其它建筑有明显差异但并不很张扬。

建筑立面以2.7m*1.0m的横明竖隐的中空玻璃墙包裹着复合中庭，充分展现内部关系。

“L”形实体单元外围护以 4.0m*0.675m的订制波形铝板，4.0m*0.675m和4.0m*1.350m两种形式的中空玻璃相间，透出一种韵律的美感。

夜晚，综合楼复杂的内部构造在玻璃幕墙后若隐若现。

技术与应用
综合楼的设计将多项成熟的工程技术，应用到这座大型综合性教育建筑中，诸如中庭通风系统，冰蓄冷系统，全热交换空调系统，变频空调供水系统，BA自动控制系统，智能照明控制系统，建筑节能围护系统，地下车库自然通风采光系统等。

各类系统实现了建筑在建造和使用中高效低耗的运营要求。

这些技术都使得综合楼成为一个节能的新型建筑。

特色空间介绍
综合楼虽然拥有简洁的外表，但是内部空间却十分复杂并具有创新的特色。

下面我将介绍综合楼中的一些空间的构造：
咖啡厅是一个双向波浪形屋顶，弧形和直线渐变过渡的建筑体。

采用玻璃和铝板来共同围合出一个通透与实体筑构相融合的建筑，更多的使用了一些渐变的元素。

采用了曲面相交的造型，明露内部钢结构及设备管线，并漆以不同程度灰色的涂料，充分体现构筑形态的本质，节约而不失美感。

小会议室是4楼和10楼做两个彩色建筑体。

建筑造型是在接近波浪形屋顶2米高的位置横向切断，并旋转30度后再连接，这是对造型新的尝试。

外表面采用平铝板和波纹铝板配合使用。

多媒体室是一个全曲面过渡、不规则外形、特殊饰面的建筑体。

造形有些像半个花生米，外表面是采用皮革饰面，并在表面竖向间距900左右有分隔的花纹，只有竖向没有横向。

由于建筑框架的跨度过大，在主框架外又加了一个副框架网，用150*110*12的钢板块来把整个副骨网架支起来，形成了一个支开与主框架的副框架空网。

曲面的外皮采用新型的会议用吸音装饰块，最后把皮饰面粘上。

室外平台做了两个吊在空中的吊厢。

在结构上采用了4根极细的圆钢吊杆，显示了承重的极限。

13层、19层两个相同结构、式样的吊厢，追求两种不同的风格。

13层做的是蓝盒子，配合天花的星灯，营造出未来、科技的效果。

19层配合大楼顶层天窗营造出的是质朴，自然和谐的氛围。

再配上用多层木质压合的木平台，并在上面掏出随和人体休闲坐姿的凹坑，凹坑内形成类似于年轮的图案。

国际会议厅是一个有特殊的表面效果的单体。

这个单体的表面是用鱼鳞状的铝板装饰的。

另外室内天花采用弧形折面的铝板并根据图案打孔悬吊于屋面钢结构的下面。

感想
参观过综合楼确实有一种震撼感，内外的对比，立面与空间的对比，虚与实的对比都表现得淋漓尽致。

但是步入其中，巨大的空间尺度上足以使人震撼，整个底层开放通透，几乎全部都被用作大堂。

反常规地好像没有标准层，各层楼面环绕着通高的中庭，层层错位转换布局形成共享，半空中镶嵌着一个体量巨大的讲堂，再往上去可以看到可供远眺高低叠落的空中花园，最上面还设置有可供公众俯瞰欣赏的挑台，不断变化的空间意向中也会把人们带
入了一座变异了的中国传统古典园林的意境里。

但是作为教学办公为主的教育建筑，这幢规模不小的综合教学楼中可供“综合教学”的空间比例上有多少？公共空间的设置都是大比例，大尺度的，其中很多是大而不当。

建筑中的公共空间最终主要是为了较好地实现建筑物功能而设计的，是一种手段，而不是目的。

而建筑中开放和流通的大尺度公共空间，一贯在消防、空调设计上就是公认的一个难题，我们应该做到空间与功能的匹配，并不一定追求外观效果的宏伟。