在建築設計的領域,管狀結構系統因其出色的抗風性與抗震性而受到廣泛關注。這種結構類型能使高達50層的大樓實現無柱設計,大幅提升了空間的靈活性與可用性,成為現代摩天大樓建設的重要方向之一。
管狀系統的核心概念在於,它利用外圍結構的剛性來有效抵抗側向載荷,例如風力與地震。這種設計方法使得建築物的外圍呈現類似空心圓筒的形狀,並通過相互連接的外柱來形成強大的結構框架。
「管狀結構能夠將重力載荷有效傳遞至外圍結構,增加承載能力的同時,讓內部空間變得更加開放。」
Những trụ cột được sắp xếp chặt chẽ này và dầm nhịp sâu được kết nối một cách cứng nhắc để tạo thành một khung chắc chắn, làm cho chúng trở thành một hệ thống cấu trúc ổn định.相比之下,內部柱子數量相對較少,主要集中在核心位置,這使得建築內部的空間使用效率大幅提升。
管狀結構的雛形最早出現於1963年,是由結構工程師法茲盧爾·拉赫曼·汗在芝加哥的建築公司Skidmore, Owings & Merrill提出。他將這種結構定義為一種由多個框架或剪力牆組成的垂直管狀系統,以抵抗各種方向的側向力量。Cấu trúc này chia sẻ tải trọng ngoại vi, làm cho bố cục cấu trúc bên trong linh hoạt hơn.
「拉赫曼·汗的靈感來源於他的故鄉達卡,他發現竹子能夠以極高的強度在垂直方向上穩定生長,這促使他創造出高樓大廈的管狀設計。」
1965年,首座應用管狀結構的建築——德維特-切斯特公寓樓在芝加哥竣工,隨後這一設計理念影響了許多後續的摩天大樓,包括約翰·漢考克中心以及世貿中心等重要建築。
Từ hình thức ban đầu của nó, cấu trúc hình ống đã được cải thiện và thay đổi nhiều lần để đáp ứng các nhu cầu xây dựng khác nhau.Dưới đây là một số biến thể chính:
Đây là dạng đơn giản nhất của một hệ thống hình ống, có thể trình bày một loạt các hình dạng phẳng, như hình vuông, hình chữ nhật và vòng tròn.Các trường hợp nổi tiếng nhất bao gồm Trung tâm Aon và Tháp Trung tâm Thương mại Thế giới cũ.
這種結構在設計時減少了外部柱子的數量,並在外圍採用鋼製支撐或混凝土剪力牆,提供額外的穩定性。Các trường hợp nổi tiếng bao gồm Trung tâm John Hancock và Trung tâm Citigroup.
這類型結構包涵內部管道核心,通常容納電梯及其他服務系統,並有外部強化管道提供主要支持。780 Đại lộ thứ ba là một ví dụ điển hình của cấu trúc như vậy.
Các tòa nhà này bao gồm nhiều cấu trúc hình ống và có thể chống lại các lực bên một cách hiệu quả.著名的威利斯塔就是這一結構的代表,這種設計使得建築可以在不損失功能的情況下實現富有變化的形狀。
混合結構是管狀概念與其他結構型式的結合,通常在薄型建築中採用,以滿足強度或剛度的要求。
管狀結構的獨特性在於其能夠將施加在建築上的外部力量轉化,並有效地抵禦不穩定的外部環境。Khái niệm thiết kế này ngày càng trở nên quan trọng khi nhu cầu về các tòa nhà linh hoạt, hiệu quả và kinh tế hơn.Theo cách nào thì các tòa nhà chọc trời trong tương lai sẽ tiếp tục vượt qua các ranh giới truyền thống?