被訪者
田文之:華東建筑設計研究院有限公司原副總建筑師、資深總建筑師,教授級高級建筑師。 華亭賓館裙房建筑專業(yè)設計負責人。
沈久忍:華東建筑設計研究院有限公司原技術管理與發(fā)展中心副主任,高級建筑師。 華亭賓館建筑專業(yè)主要設計人,建筑初步設計及施工圖設計、繪圖。
汪大綏:華東建筑設計研究院有限公司顧問、資深總工程師,全國工程設計大師,教授級高級工程師。 華亭賓館高層部分結構專業(yè)負責人。
錢圣樓:華東建筑設計研究院有限公司原結構專業(yè)副主任工程師,高級工程師。 華亭賓館結構初步設計和施工圖設計、繪圖、校對,現(xiàn)場施工配合。
訪談背景
華亭賓館位于上海市中心城區(qū)西南部,是上海體育館和游泳館的重要配套組成部分。項目占地面積19 600m2,建筑面積109 212m2,包含主樓和綜合樓兩部分。主樓高90.35m,地上28層,地下1層,是擁有1 020間客房的大型五星級旅游賓館;綜合樓地上18層,地下2層,是擁有216間客房的國內旅游賓館。主樓裙房一層為酒店大堂,二,三層設有高級餐飲、大型宴會廳、國際會議廳、商務中心、康樂中心等,四層為技術層,五層到二十九層為客房。香港王董建筑師事務所受邀完成前期概念設計,華東院在此基礎上完成方案調整、擴初設計、施工設計。主樓平面呈 S 形,呼應近旁圓形的上海體育館,立面的水平帶窗加強了建筑的流動感和韻律感。北立面有七階梯狀退臺,結合建筑內部平面功能布置雅致的屋頂花園,與北側的高層住宅自然銜接。華亭賓館不僅造型獨特,而且在設計建造過程中大量引進和應用先進技術及設備,成為當時體現(xiàn)上海國際化城市特質的標志性建筑。項目落成后深受好評,先后榮獲了 1988 年國家質量銀質獎、首屆魯班獎、上海市優(yōu)秀設計一等獎、上海十佳建筑等獎項。
吳英華:作為同一時期上海新建的高層建筑,聯(lián)誼大廈完全由大陸本土建筑師設計,華亭賓館為何邀請香港王董建筑師事務所①(以下簡稱“王董”)來做方案?
沈久忍:這是上海市旅游局王力局長的建議,當時他認為華東建筑設計研究院有限公司(以下簡稱“華東院”)還缺少這樣上千間客房的超大型高檔旅游賓館的設計經(jīng)驗。華亭賓館所在位置的重要性不言而喻,隨著周邊體育場館項目陸續(xù)開發(fā)建成,這里將成為上海市民的體育文化中心,展現(xiàn)給全世界一個開放、充滿活力的新上海,因此設計應賦予項目地標性的身份。所以邀請了香港設計事務所來提供成熟的概念性方案,華東院全面負責方案的初步設計、施工圖設計。
王董提供的結構方案是框架體系,因外立面需求,每層樓板都需要外挑3~5m。唐山大地震發(fā)生以后,全國都特別重視建筑抗震、防震設計,華東院的結構專業(yè)組長張勝武②提出改為剪力墻結構。這樣一來,安全性增加了,使用功能和立面方案設計自然與概念性方案不一樣,但S形平面布置這一重要的設計理念始終保留不變。
田文之:改革開放初期,國內建筑造型大多比較呆板、規(guī)矩,王董的方案在當時而言比較新奇。華亭賓館位于漕溪北路和中山南路的交叉路口,根據(jù)城市和地塊的特點,建筑平面采用S形曲線造型,可以和周邊環(huán)境及道路形成良好的對話關系,并且與東側八萬人體育館的圓形平面相互呼應;北端做了7個階梯形的退臺屋頂花園,端部屋頂花園與鄰近的多幢高層住宅群高度基本一致、彼此協(xié)調,過渡銜接自然,形成了良好的天際線。
吳英華:1983年您隨團去香港考察,特意跟王董交流了華亭賓館的設計方案,當時雙方都談了什么?
田文之:王董方面建議,室內設計要和建筑設計緊密結合:第一,要讓來往的旅客有賓至如歸的感覺;第二,室內空間要和建筑設計、城市空間融合在一起。根據(jù)這些要求,華亭賓館的室內設計方案側重考慮和城市的空間關系,室內外的視覺應該通透、無阻擋,在室內也能看到外部景觀。大堂是整個建筑的重點,設計中采用“共享空間”的概念③,4層樓高的中庭屋面設置了玻璃采光天窗,地面做了1個曲線形水池,里面有噴泉、水草、觀賞魚群,旁邊設有坐凳供人們休憩,為八方來客營造一種輕松愉悅、賓至如歸的感受。透過大堂的玻璃幕墻,可以看到街道上的行人和車流,也能看見對面的體育館。水池南面做了1個開敞的圓弧形扶梯,通到二層的大宴會廳和健身場所,北面可直達圓筒形的觀光電梯。
吳英華:在做后期方案調整的時候,還跟王董有交流嗎?
田文之:我們不能隨便改動王董方案的設計意圖,如臺階的層疊形式、橫線條的曲線等。但這個方案偏概念,需要由華東院來深化。建筑方案的設計深化階段,參與的人還有設計總負責人李永寶④、建筑專業(yè)副組長張培杰⑤、張延文、沈久忍等。接下來的結構設計和各設備工種的方案都由華東院來完成,施工圖設計也是如此,王董就沒有參與了。
吳英華:華亭賓館具有哪些開創(chuàng)性的設計?
田文之:華亭賓館大堂入口處南側景觀水池沿街面,設置了高14m的無金屬框落地玻璃幕墻。這是上海首次使用無金屬框全玻璃幕墻⑥:縱向采用6m+8m的分段,中間以圈梁連接的方式完成;橫向采用0.9m寬的玻璃拼接成圓弧形墻面,拼接縫與20cm寬、2cm厚的玻璃肋之間采用硅膠黏結固定,在視覺上非常通透。這一設計借鑒了美國著名建筑師約翰·波特曼(John Portman)⑦提出的“共享空間”理論,使賓館大堂的室內空間跟城市(室外)空間在視覺上融合在一起。
汪大綏:觀光電梯是華亭賓館的一大特色,也是上海最早的2部觀光電梯。華亭賓館的結構比較復雜,高層部分主體分為3段,中部有個突出的垂直電梯井,里面設有6部客梯、2部觀光電梯。觀光電梯的維護結構透明,是折線形的3片玻璃幕墻,幕墻必須有水平桿。為了讓觀光電梯的玻璃幕墻完全透明且不影響視線,建筑師要求拿掉水平桿。我們的解決方案是從電梯兩邊的剪力墻懸挑出2個基礎幕墻單元,這2個單元有檁條和型材,但是電梯中間景觀最好的一塊玻璃沒有型材,通過連接件與結構膠與兩邊的幕墻單元連接。為了保證安全,我們還配合進口商香港高分子洋行進行了試驗。
華亭賓館裙房的大型屋面上設有屋頂花園,在當時也是上海首例。屋頂花園下面是大跨度的鋼結構,跨度約24m,上面要栽樹,做假山、亭子、水池,對我們來說是很大的考驗。為了控制屋頂花園的荷載,降低土的厚度和容重,我們確定了保證植物生長的最小土層厚度并采用了輕質土,栽大樹的地方結構預留樹坑,保證大樹的穩(wěn)定和營養(yǎng)。從1985年結構封頂⑧到現(xiàn)在已經(jīng)36年了,一直正常使用。鋼結構的防火涂料也是從那個時候開始引進的。華亭賓館二樓的餐廳上面是大跨度鋼屋架,采用了英國進口的防火涂料。這是一種噴涂的發(fā)泡材料,質地很輕,符合設計的耐火要求。
吳英華:華亭賓館的S形平面以及北端的階梯狀退臺,打破了當時國內建筑設計的常規(guī),這些對后續(xù)設計產(chǎn)生了什么影響?
1 總平面圖
2 建筑外觀
3 主樓大堂手繪稿
4 剖面圖
田文之:設計中影響最大的是客房,S形的建筑形式讓客房平面出現(xiàn)小扇形、不規(guī)整的問題,后來是通過裝修來調整和彌補的。實際建設過程中,我們在徐匯中學進行現(xiàn)場設計,最困難的是手繪圖紙的工作。要繪制華亭賓館大堂和大宴會廳的超大弧度線條,那時根本沒有那么大的模板,于是我們自制了2m長的圓規(guī)用于繪圖。
沈久忍:華亭賓館的S形設計,造成了整幢建筑“圓和弧”的獨特風格。在施工圖設計時,為進一步加強“圓”的概念,公共部分材質各異的外墻柱均設計成圓形、圓角或是弧形。大堂的服務臺、噴泉池、螺旋樓梯,客房的家具、燈具、墻角線等基本也以圓形和弧形為主。
主樓北端的階梯狀退臺被設計為屋頂花園,室內對應設置了中式和日式的總統(tǒng)套房以及法國、英國、泰國、羅馬風格的高級套房,總共六組與露天花園連成一體。不僅彰顯了歐亞各國風情,而且體現(xiàn)了華亭賓館的國際化高檔酒店定位。
5 屋頂花園
吳英華:結合建筑設計,華亭賓館的結構和工藝有何特點?
錢圣樓:當時上海建筑普遍還是“方盒子”,華亭賓館的方案是非常新穎的S形曲線平面,在結構上帶來了一些技術難題。地下部分的結構設計主要由張勝武負責,他跟院里的地基專家許惟陽⑨敲定,地下基礎沒有采用當時常見的箱形基礎,而是采用倒反梁結構,即倒過來的梁板結構,優(yōu)點是地下空間比較大、好利用。地上部分的結構設計主要由汪大綏負責,豎向采用框架剪力墻轉換層設計,橫向采用伸縮縫設計,S形曲線分成3段,優(yōu)點是便于設計和施工,結構計算量小。
那時候外賓來上海旅游沒地方住,要住到蘇州、無錫去。因此華亭賓館工期很緊張,施工難度也很大,很多工藝之前沒碰到過。例如,華亭賓館的鋼筋混凝土樓板全部采用現(xiàn)澆,施工單位在現(xiàn)場要進行1:1的圓弧放樣⑩;基坑挖到10m時里面全是水,施工單位采用了井底降水施工方法,這是1949年后上海首次采用深基坑井底降水方法?。
汪大綏:華亭賓館主樓體型比較復雜,超長的S形平面和北端的階梯退臺給建筑結構帶來了一些特殊性。首先,S形建筑體形對風荷載的影響缺少規(guī)范依據(jù)。我們與上海市建筑科學研究所合作進行了包含風洞試驗在內的風工程試驗研究,揭示了不同風向角下的風荷載分布,為抗風設計提供了可靠依據(jù)。其次,主樓南段和中段比較規(guī)則,只有北段形態(tài)不規(guī)則有七階退臺,地基荷載差異較大,可能導致不均勻沉降。我們把S形平面切分為3段,結構設計對樁基密度分布進行調整,以解決因建筑長度過長而產(chǎn)生的溫度效應和混凝土收縮等問題。高度差異對水平力下的扭轉影響則通過適當布置抗側力結構來解決。
華亭賓館主樓采用剪力墻為主的框架—剪力墻結構體系,利用技術轉換層,解決了建筑上層標準客房和下部大空間結構轉換的難題。橫向(徑向)每隔22.5°設置1道剪力墻,縱向(圓弧方向)設置2道剪力墻,縱向外側設計2榀框架。主樓下部5層為公用部分和技術層,要求縱向外框架有一半左右的柱子不能落到基礎上,因此在技術層設置了轉換梁進行荷載傳遞?。轉換梁充分利用技術層的層高,梁高5.85m,是多跨連續(xù)深梁。在平面上,梁沿建筑外墻縱向設置,因此平面呈圓弧形,利用上下兩層樓板中附加的水平鋼筋來平衡圓弧在重力荷載下產(chǎn)生的扭矩。下柱伸至深梁面,上柱落至深梁底,以增強整體性,并根據(jù)有限元分析得到的應力分布進行配筋。在地震作用時,S形平面兩端的相位差會加強扭轉效應,為此設置了2道抗震縫,將結構分為3段,使每段的兩向剛度較為接近,減少扭轉的影響。
6 主樓測量定位圖
7 主樓地下室倒反梁結構剖面圖
8 主樓標準層平面圖
9 主樓縱向框架(局部)
10 主樓典型橫向剪力墻
11 主樓轉換梁有限元分析
吳英華:這么復雜的結構受力在當時是如何分析的?
汪大綏:華亭賓館主樓的結構分析采用了華東院自行開發(fā)的SPS-304軟件?和薄壁桿件空間分析軟件?。SPS是當時建工部的結構分析軟件庫,由華東院擔任庫長單位,院副總工程師周禮庠具體領導,聯(lián)絡國內幾家有開發(fā)能力的大型設計院共同開發(fā)了軟件庫的系列軟件。支撐軟件庫的TQ16計算機在當時屬于國內領先水平。華亭賓館的大跨度轉換結構也是用華東院自行開發(fā)的有限元分析軟件進行計算的。這樣一個大型復雜高層建筑設計,在國內引起了廣泛的興趣。華亭賓館建成后,恰逢第九屆全國高層建筑會議在成都舉行,我被邀請參會并在會上做了題為《復雜體型高層建筑的結構分析——華亭賓館結構設計》的報告?。
注釋
①王董國際有限公司執(zhí)行董事譚國治先生協(xié)助研究團隊尋找華亭賓館設計方案主創(chuàng)建筑師未果后,提供了公司留存的華亭賓館圖紙、模型和建成照片,在此深表感謝。
② 張勝武,華東院四室結構組長,華亭賓館項 目前期擔任結構專業(yè)負責人,項目期間離職。
③“從20 世紀60 年代末開始,波特曼(John Portman)就憑借其設計的一系列旅館建筑蜚聲國際,其所謂的‘三件法寶’(共享空間、玻璃觀光電梯和旋轉餐廳)被認為是取得成功的關鍵,其中‘共享空間’——即‘以一個大型的建筑內部空間為核心,綜合多功能的空間,這種空間引入自然,著意創(chuàng)造環(huán)境?!直灰暈槭撬惺址ǖ暮诵睦砟?,成為1980年代中國建筑師競相效仿的前衛(wèi)手法?!痹斠娢墨I[1]。
④ 李永寶(1928.02—2005.10),華東院原主任建筑師,華亭賓館項目設計總負責人。
⑤ 張培杰,華東院建筑副組長,華亭賓館項目 前期擔任建筑專業(yè)負責人,施工圖設計期間離職。
⑥“全玻璃幕墻,指面板和肋板均為玻璃的幕墻,玻璃既作為飾面,又作為承重結構。全玻璃幕墻按構造可分為帶肋全玻璃幕墻和無肋全玻璃幕墻,前者一般采取吊掛式安裝,后者多采用座地式安裝。在玻璃幕墻體系中,全玻璃幕墻最為透明、晶瑩,可用于打造通透的建筑大空間。”詳見文獻[2]。
⑦ 約翰·波特曼,美國建筑大師,約翰·波特曼建筑設計事務所創(chuàng)始人,曾獲普利茲克獎、美國設計建造協(xié)會終身成就獎,被譽為“中庭之父“”改變了全世界城市天際線的設計師”。他認為建筑必須服務人類,在設計中強調人與空間和環(huán)境的相互作用。
⑧《華亭賓館籌建工作報告》記載:“主樓在1983 年8 月28 日開工,1985 年5 月27 日結構封頂,1986 年6 月30 日基本建成,1986年9 月1 日開始試營業(yè),1986 年11 月29 日舉行開業(yè)大典?!?/p>
⑨ 許惟陽(1925.04—2005.12),華東院原顧問總工程師、結構副總工程師。
⑩ “因華亭賓館體型復雜對測量數(shù)據(jù)精度要求很高,施工單位測量時采用偏角法與轉角度和拉半徑方法進行施測,反復測定弧度數(shù)據(jù),并且邊打樁,邊復核?!痹斠娢墨I[4]。
?“華亭賓館地下室埋置深度為5.2~10.7m,施工單位采取JS-45 水射泵和W4 真空泵進行了單排井點試驗,幾天后降水深度就達到了8.5~9m?!痹斠娢墨I[5]。
?“華亭賓館主樓結構的一個特點是設有轉換梁。轉換梁設在技術層,梁高5.85m,跨度9.07m,系多跨連續(xù)深梁,各跨的跨中作用主要由上部柱子傳來的500t 左右的集中力,加之梁在水平面呈弧形,并開了較大洞口,受力相當復雜?!痹斠娢墨I[6]。
?“1982 年,華東院開發(fā)SPS-304 高層建筑三維空間協(xié)同工作通用程序?!?詳見文獻[7]。
?“華東院是國內最早自主開發(fā)‘高層建筑空間薄壁桿件結構計算程序’的單位,在全國第一個使用TQ-16 計算機來解決高層建筑結構計算問題,第一個項目就是高達100m 的上海電信大樓,之后上海聯(lián)誼大廈、華亭賓館、東方明珠等項目都引用此軟件進行結構分析計算?!?詳見文獻[7]。
? 根據(jù)資料記載,汪大綏撰寫的《復雜體型高層建筑的結構分析——華亭賓館結構設計》一文,在第九屆全國高層建筑會議上宣讀并收入論文集,在《建筑結構學報》1986 年第6 期發(fā)表。
圖片來源
1,8 來源于文獻[8]
2 華東建筑設計研究院有限公司提供
3 田文之提供
4 沈久忍提供
5 王董建筑師事務所提供
6 來源于文獻[9]
7,10,11 來源于文獻[10]
9 來源于文獻[6]