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从争议到经典——卢浮宫玻璃金字塔

来源:网络文摘 时间:2018-04-27 编辑:龙景园

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从争议到经典

上世纪80年代初,卢浮宫博物馆展厅里光线昏暗,原有入口处狭窄拥塞,参观流线不畅。在这样的背景下,卢浮宫的改建被提上日程。
在众多的竞标方案中,美籍华人建筑师贝聿铭的方案最终被选中。该方案将大量扩建面积隐藏在地下,围绕地下中心庭院,将长条形的线形建筑重组成为U形的博物馆。位于中心位置的玻璃金字塔成为新的主入口,并可以直接由此进入博物馆三翼的画廊。

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卢浮宫扩建示意图

该方案一经公布就引起了巨大的争议,公众称呼它为“巨大的、毁灭性的玩意”。为了得到公众的认可,贝聿铭和他的团队还特意在卢浮宫广场上放置了等比例框架模型,供市民参观。终于1985年2月,工程正式启动。

1989年3月30日,卢浮宫玻璃金字塔在争议和批评声中正式揭幕,投入使用。如今整整28年过去了,金字塔已经成了这个世界上最大的博物馆里与蒙娜丽莎和维纳斯一样重要的参观景点和象征之一。

今天,我们从结构工程师角度探究这一伟大工程中最耀眼的明星—玻璃金字塔。
主金字塔
卢浮宫改建后共有五个金字塔,主金字塔位于拿破仑广场中心,作为卢浮宫改建后的新入口,周围有三个小金字塔。在更外侧的交通中心处,有一倒置的金字塔,这在后面会单独介绍。

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卢浮宫主金字塔鸟瞰图

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主金字塔底边尺寸35.4mx35.4m,高21.6m,为四角锥形态。他的四个侧面由673块菱形玻璃拼装而成。主金字塔总重量为200吨,其中玻璃净重105吨,金属框架只有95吨。由于玻璃不参与结构受力,所以准确来说这是一个钢结构金字塔。
主金字塔内部
四个三角形面倾斜着向内靠在一起,每个三角形面可以看成一块简支板。在重力和风荷载作用下,需要有一定的结构厚度来抵抗弯矩。常见的结构形式是网架或桁架,但这些都是刚性结构,杆件截面较粗。

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主金字塔典型单元

主金字塔的结构设计师选择了索桁架,受拉杆全部采用拉索。上图是主金字塔索桁架的一个标准单元。上弦杆受压,必须做成刚性杆件,同时用作玻璃的边框。结构厚度方向腹杆和下弦杆均采用拉索,为了保证腹杆总有一根受拉,采用交叉腹杆形式。

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单元与实景图
但是菱形的网格在平面内是不稳定的,若在中间加一根分隔杆件,网格就被可以被分割成稳定的三角形。

主金字塔的工程师并没有很粗暴地在上弦杆面内加一根刚性的斜杆,而是在竖腹杆中间连接一道环向的拉索(见上图,这道拉索若隐若现)。下图是主金字塔的平面投影图,可以明显地看到环向的拉索。

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主金字塔平面投影图纸

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塔仰视照片(结构布置很清晰)

主金字塔的节点非常精美。

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典型单元的下弦节点(通过该节点需连接9根杆件)

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环向索在金字塔折角处的节点

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与钢骨架连接节点
上图左边是当时典型的玻璃幕墙节点,右边是主金字塔采用的玻璃与钢结构连接节点。可以看出,主金字塔的节点整体性更好。右图中,玻璃幕墙的竖框被取消,取而代之的是采用狭长的铝材夹住玻璃,使得金字塔更加“透明”。

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施工中的主金字塔

倒金字塔
倒金字塔1993年才建成,是第五个金字塔。其位置处于较外侧,是游客从交通中心进入卢浮宫看到的第一个金字塔。它的作用是为地下空间提供尽可能多的采光,因此,建筑师贝聿铭要求尽可能地透明。

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从倒金字塔上方看主金字塔

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空间内部看到金字塔
倒金字塔是一个倒置的四面体,乍一看内部的结构有些杂乱,实际上,这个四面体是由两个相互独立的结构组成:上部结构是微微上拱的正放四角锥,下部结构是下垂的倒四角锥。两者共用一个环梁,除此之外相互独立。倒金字塔下部结构的玻璃参与结构受力,是名副其实的玻璃金字塔。


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