美国塞多纳别墅“月亮门”(Moongate)中的悬浮玻璃楼梯

Dlubal 结构设计与分析软件

  • 客户项目

客户项目

2021年06月3日

001206

United States

RFEM

RFEM 5

别墅“月亮门”(Moongate)位于美国亚利桑那州的塞多纳市,由来自斯科茨代尔的建筑工作室 SWABACK 设计。

投资者 私人老板
结构设计 Stutzki Engineering
www.stutzkiengineering.com
建筑设计 SWABACK pllc
www.swaback.com
建筑公司 180 Degrees Design + Build
www.180degreesinc.com

玻璃楼梯模型参数

模型

该建筑使用各种尺寸的本地石材作为原材料,与周围沙漠中的红色岩石完美融合在一起,这其中包括入口处的半圆形岩石结构,建筑物也因此得名。 这座建筑为长方形的玻璃结构,其中包含了入口区域和悬挂的玻璃楼梯。 玻璃结构的两侧连接着两个半圆形的侧翼。

项目说明

入口区域中由钢拉杆悬吊的玻璃楼梯是整个别墅最引人注目的设计杰作。 位于美国威斯康星州密尔沃基的 Stutzki Engineering 公司在该项目中负责这一具有挑战性的结构工程设计。 弧形的玻璃楼梯台阶似乎悬浮在入口区域处的巨大窗户和由装饰性红色岩石制成的内墙之间。

楼梯上行踏板的左侧被牢牢固定在岩石上。 楼梯踏板的右侧通过多个固定点锚固在从天花板下垂的钢拉杆上。 这种结构不需要楼梯下方有任何的建筑构件支撑,这更加营造出玻璃楼梯轻盈、悬浮的形象。

结构细节

从照片中可以看出,该结构由玻璃踏板、拉杆(钢索)、钢梁以及精密定制的不锈钢接头组成。 这些不锈钢接头由 Tripyramid(MA)公司制造,在具有灵活性的前提条件下还同时保证了足够的承载能力。 它们将每块玻璃踏板固定在一侧的岩石上,并沿着楼梯的内侧固定在钢拉杆上。 这些带有复杂设计细节的接头最大限度地减少了玻璃中的局部应力峰值。 每个连接端的细节部分都是根据其各自的作用、在 RFEM 中通过调整节点的自由度来进行建模的。

根据振动分析显示,足够的高频率会消除人们在使用楼梯时不愉快的感受。 拉杆受到的应力仅来自玻璃的自重,因此很小。 出于安全性的考虑才安装了扶手,在结构设计层面它并不是必须的。

在初步的简化分析中,仅对一个典型的踏板和几根拉杆进行了计算。 创建完整的楼梯模型来进行结构分析并不是必要的,而是为了充分探究结构的稳定性以及对其进行动力学的分析。 尽管该模型由不同的材料和许多的细节构成,且它们之中具有很大的刚度差异。在整个设计过程中,RFEM 仍然再次展现了其强大且精确的建模和运算能力,

正如设计师 Stutzki 所说的那样 [1] ,这种结构是艺术与科技的结合,是一种受拉、受压构件共存的空间支承结构。

[1] C. Stutzki: “Steel- and Glass Spaceframes between Art and Technology”. In: Proceedings of the IASS Annual Symposium 2019, Barcelona, Spain. ISSN 2518-6582 (Online).

项目位置

美国亚利桑那州塞多纳

关键词

玻璃结构 楼梯 踏板

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  • 更新 2021年07月15日

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