Project: Zaishui Art Museum
Client: Shandong Bailuwan
Architect: junya.ishigami+associates
Structural Design：XinY
MEP：Shanghai Environment-friendly Engineering
Principal Contractor : Beijing Yihuida Architectural Concrete
Area：15810m2
Length : 885m+174m
Location: Rizhao China
Completed: Dec. 2023

项目位于小镇郊区一个新的文化园区的入口处。集游客中心、餐厅、巧克力展区等功能于一体。建筑依河山之间的人工湖而建，从湖的一端延伸至另一端，长约885m，跨度从 4.615 米到 19.750 米不等。结构体系为排架结构，所有柱截面均为140x250mm细长，并覆盖50mm厚的混凝土。


图1 在湖面上起伏 ©存在建筑

双曲屋顶由从湖底升起的钢柱支撑。檐口标高1.046~4.848m，在水面上、下、左、右起伏。


图2 景观 ©存在建筑

轻质结构与自然和谐地融为一体，使建筑本身成为景观和环境的无缝组成部分。


图3 环境 ©存在建筑

建筑南北两侧均设有玻璃幕墙。每个隔间被分成三块等宽的玻璃。高度随着屋顶的起伏而变化，无框架和加强筋的玻璃最大高度超过4.8m，具有通透的效果。湖水可以通过玻璃下的缝隙流入建筑物。




图4,5,6 ©存在建筑

将周围的自然引入室内，使人、建筑、风、阳光、湖泊、树木、昆虫和远山共存。这创造了一种真正独特的体验。即使冬天湖水结冰，玻璃下面的水仍会继续流动。


图7 ©建筑存在

室内约一半面积是水，沙洲由蜿蜒的小路相连。人们，尤其是孩子，喜欢在浅水区蹲着玩耍，晒太阳。


图7a 光与影 ©XinY


图7b 可打开的玻璃 ©XinY

炎热的夏季，当玻璃板完全打开时，风吹动水面，阳光反射到天花板上，光影斑驳。同时室内外的水也可以通过玻璃下的缝隙流动，自然调节建筑物的温度，减少能源消耗。在极端气候下，以性能为导向的空调系统只专注于调节人们活跃的区域，创造一个舒适的小环境，而不试图改变水面上方的温度和湿度，从而节省大量能源和运营成本。


建筑平面由曲线组成，屋顶为双向自由曲面，这使得所有的钢柱和钢梁都与众不同。参数化设计提高了所有相关方的效率。建筑方案需要薄柱和屋顶边缘，钢结构因其承压能力而成为合适的选择。 50毫米厚的清水混凝土外墙不仅达到了建筑师所期望的效果，而且避免了运营过程中需要对钢结构进行防锈工作，使得整个结构几乎没有维护成本。




图8,9,10 ©存在建筑

这是一项跨境协作设计和研究举措。尽管规模巨大，但它的设计宗旨是人性化和环保，旨在推动当地的文化旅游产业，赢得业主、游客和当地人的喜爱。该项目获得了广泛的媒体报道，导致一些参与者的业务量增加。他们的技术进步了，他们的声誉也提高了。

超大（20mx18m）超薄（50mm）混凝土吊顶防裂
建筑全长采用混凝土板作为室内吊顶，每18m设置6mm宽的缝隙。单块吊顶最大尺寸接近20mx18m。为了防止超大混凝土板开裂，我们采用了两级预弯设计。钢梁和板的曲率都采用不同的参数化。天花板混凝土模板预先向下弯曲，弯曲值基于屋顶和天花板荷载下发生的挠度值。混凝土浇筑28天后，通过拧紧调节螺栓将天花板从模板向上提升，使其恢复到设计所需的终点线。这确保了天花板的下表面始终处于受压状态，从而防止破裂。精心设计的拱度值也保证了混凝土上表面的安全。

超长结构的温度应力问题
该结构由三个膨胀缝划分为四个温度区。同时，纵向钢梁每隔18m设有长椭圆形螺栓孔。长椭圆孔处高强螺栓不施加预紧力，滑动释放温度应力效果明显。

极长和极大的建筑物通常具有较大的温度应力，难以处理。在这个项目的设计和研究中，我们构建了一个新的简单但有用的理论：“无温度应力的超静定结构系统”。（专利）


图11 零温度应力©XinY

在图11中，结构/物体上的所有支撑杆都垂直于其对应的控制线，并且所有控制线汇聚于同一点O。当环境温度变化时，结构/物体可以沿控制线自由变形。基于点 O 的径向方向（控制线）。由于膨胀或收缩方向（控制线）都垂直于支架的杆，因此显然支架不会在温度载荷下限制结构/物体。也就是说，如果满足“垂直”和“收敛于一点”两个条件，则线性分析时结构的温度应力将始终为零。


图 12 最小温度应力 ©XinY

对于任意温度场下的超静定结构体系，当其经历复杂的温度变化时，什么样的支撑布置才能在非线性分析中获得最小的温度应力？我们利用该项目进行了研究并取得了进一步的成果。在图 12 中，结构/物体上的任意点 P 随着温度变化而变形为点 P'。 A点是线段PP'上支撑的垂直脚。当PA/PP'之比约等于0.42时，温度应力最低。该结构的材料可以是任意的或复合的，结果相同。（专利）。该理论已成功应用于一些大型或大温变工程的设计，并在国际学术会议上作了报告。

视频：
http://www.okok.org/xiny/media/Zaishui%20(1).mp4©益汇达

这个真的很有意思。感谢袁总展示新方向。

很漂亮；最近经常接触一些景观结构，想咨询下这些小结构如何与房建规范和谐相处呢，按房建规范很多构造要求都没法满足，按房建规范可能又丑又笨重

如果不是建筑自然不需要遵守建筑规范。构筑物比如桥梁、塔桅等有自己的规范。中国特色的，有时构筑物的规范比建筑物还要莫名地严格。

那请问袁总，这个建筑按房建规范吗，如果按的话长细比如何解决呢？像景观中的亭子之类的，按房建柱可能也有长细比问题，但又不知道按何种规范。

在水美术馆是按建筑设计的，而不是景观构筑物。本项目的柱的长细比没超。

我们做的其它很多项目有超长细比的情况，但只要计算与补充构造充分，能够保证安全，审图等解释清楚就好。