日本东京国立代代木竞技场(Yoyogi National Gymnasium) - 丹下健三(Kenzo Tange)

建筑概况:
建筑设计:丹下健三(Kenzo Tange)
原名:国立代々木競技場
又名:代代木国立综合体育馆
地点:日本,东京,涩谷区(2-1, Jinnan, Shibuya, Tokyo, Japan)
建造时间:1961-1964
照片版权: Greatbuildings, Flickr Users, Wikimedia Commons, Wikiarquitectura, DomusWeb
工程设计:坪井善胜研究所(Yoshikatsu Tsuboi and Uichi Inoue.)
基地面积:91,000.00㎡
总建筑面积:34,204.00㎡
高度:40.37m(第一体育馆) – 42.29m(第二体育馆)
容纳人数:13291人(第一体育馆);3202人 (第二体育馆)

建筑简介:
东京国立代代木竞技场是日本著名建筑师丹下健三的代表作品,它是为1964年东京奥运会而建的。建筑由第一体育馆和第二体育馆及附属部分组成。建筑采用了悬索结构,它是丹下健三结构表现主义时期的顶峰之作,具有原始的想像力,达到了材料、功能、结构、比例乃至历史观的高度统一,被称为20世纪世界最美的建筑之一。日本现代建筑甚至以此为界,划分为前后两个历史时期。

1 时代背景  
1964年,日本获得东京奥运会举办权,日本政府决定借举办奥运会之机让大家重新认识日本。和所有奥运会的主办国一样,日本举国为之欢欣鼓舞。因为这是奥林匹克第一次在非西方国家举办,如何在奥运建筑的设计上体现东方精神就成了大家关注的焦点。丹下健三作为当时日本最有实力地建筑大师,他众望所归的被委托设计第18届奥运会的主场——代代木竞技场。  20世纪60年代,建筑界新的思潮风起云涌,现代主义、后现代主义的呼声非常强烈。对于丹下来说,一个大的的转机是从1960年前后逐渐开始的,在研究新的工业化社会将给日本带来什么的时候,他发现建筑环境和城市环境都开始急剧地变化,在这个时候,丹下考虑的是建筑如何与之适应。代代木竞技场锁定在丹下提出的“都市轴”高速环状的交通网上。代代木竞技场为亚洲第一个奥运场馆,注定了其为承前启后的建筑,既要彰显日本传统的建筑风格,又要展现日本新的建筑理念。
 

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2.设计理念
丹下认为:“虽然建筑的形态、空间及外观要符合必要的逻辑性,但建筑还应该蕴涵直指人心的力量。这一时代所谓的创造力就是将科技与人性完美结合。而传统元素在建筑设计中担任的角色应该像化学反应中的催化剂,它能加速反应,却在最终的结果里不见踪影……”这一最基本的理念便是丹下在建筑实践中始终坚持的信条。
 
3.建筑概况
 整个代代木竞技场占地91公顷,由第一体育馆(游泳馆)和第二体育馆(篮球馆)及办公与辅助设施组成。第一体育馆建筑面积25396㎡, 15000座席,其跨度126m×120m,是用于游泳与跳水比赛的,结上冰又可以进行滑冰比赛,游泳池还有一个隐藏起来的活动盖子,盖上盖子,可以在上面举行柔道之类的比赛。它的平面是由两个新月凹口对凹口叠在一起组成的,形成一个圆形的观众席和当中的游泳池,圆形的两端伸出两个方向相反的尖角,那里正好是宽阔的观众出入口。屋顶采用悬索结构,这样,在外观上整个屋顶就是个两瓣的贝壳了。













第二体育馆在第一体育馆的西南面,建筑面积5591 ㎡,可以容纳 4000名观众。用于举行篮球或拳击比赛。它是个直径70米的圆,它的入口也突出在圆的外面。据说,从它的室内看这个扭曲得厉害的屋面,似乎有些像一个正在发力的运动员的身体姿态。 





两馆之间是通过地下部分取得联系的。附属建筑面积3217 ㎡,包括管理用房、餐厅、办公室、公共辅助设施及运动员的练习场地和一个50×12m的室内游泳池,中间的空地形成中心广场。宽敞的人行步道将两馆联系起来,贵宾和管理人员入口在步道的下面。观众人流和车流也巧妙地分开了。


结构设计:
4 结构选择  
代代木竞技场采用高张力缆索为主体的悬索屋顶结构,创造出带有紧张感和灵动感的大型内部空间。其特异的外部形状加之装饰性的表现,可以追溯到作为日本古代原型的神社形式和竖穴式住居,具有原始的想像力。 
 动画演示↓

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4.1 第一体育馆
第一体育馆的屋面结构是利用一对主钢索在主结构两根塔柱之间进行张拉的悬索桥状的中央结构,并利用此结构与看台后端之间悬挂的悬吊构件组成曲面结构。这两根主钢索在跨中以纺锤状展开,形成了自然采光和人工照明的空间。各主索分别由37根直径为52mm和直径为34.5mm的钢绞线组成。主索的两端锚固在混凝土中。屋面悬吊构件为截面工字型的钢构件,存在弯曲刚度,是半刚性悬挂结构。



选用本结构体系,主要目的是为了结构的合理性。此结构作为张拉结构拥有支撑屋面荷载的能力、对不均匀荷载有补强加劲功能、创造出建筑上非常合理的曲面形式等三方面作用。另外,考虑到造价、工期、地基以及缩小空间容量,产生良好的音响效果等方面,最终采用张拉结构。  主馆的结构是由以下三个系列组成的:(1)主索和看台外围之间构成悬吊曲面;(2)利用主钢索、塔柱、锚固块和抗压构件形成类似悬索桥的平衡体系,成为支撑屋面主荷载的中心结构;(3)屋面张拉和看台重量的平衡而形成外围结构。  
 
工程规模:主跨度为126m,横向索跨度为44m,横截面最大跨度为120m,主索最高点为地上27.523m,主索的中央挠度为9.653m。在侧跨内主索接近平行线,主跨度内为了得到顶部采光和人工照明用的空间,采用纺锤形展开。这种屋顶形式在屋脊所有边上产生的拉力与缆索之间的上空形成了一条宽阔裂缝。丹下为了削弱裂缝感,设计成建筑天窗,日光通过这一系列天窗深入体育馆室内。在主体结构的两端,则通过延伸部分屋顶一直到缆索地面的基础来创造大方、美观的入口;同时,屋脊所形成的开口裂缝及其上的天窗部件在高塔柱处完全结束。  屋面板为4.5mm厚的钢板,安装在悬吊钢构件间设置的间距为1.5m的轻型钢檩条上。

4.2 第二体育馆  
第二体育馆位于基地正西面,并采用与第一体育馆同样的结构原则,但它所完成的工作形式与第一体育馆有很大差别。第二体育馆的屋顶从一根位于东面观众席后方、单独的混凝土高塔柱上成褶皱状悬挂。塔柱支撑着一根主要的悬挂构件呈螺旋状向下,一直延伸到地面锚固;这根悬挂构件准确轨迹的确定是通过一个旋转的以塔柱为原点投射的钢杆阵列。第二体育馆屋顶张拉构件通过这根主索悬挂,并沿举起的混凝土基础外边缘以有秩序的间隔插入。其内部空间则通过木材色调带给人温暖感,但内部空间占主导性的是其反向漏斗形态,这种空间形式似乎是用一种漩涡运动向上拉升空间,直至天窗得以释放,天窗连续地位于塔柱和主索之间。  


从结构角度看,这两座体育馆用支索替代屋顶刚性构件是一种妥协和折中的办法,需要靠屋顶不充分的曲面形式予以补偿,不充分曲面在屋顶的分界处特别明显。因此有人指出,这两座体育馆的所有结构是半刚性结构而不是纯粹的张力形式;当然,在这里对纯粹性的不满必须向建筑表现力让步。两座体育馆惊人的美丽并在各个部分都富于表现力。这两座体育馆所有主要的连接构件都被清楚地设计、表达。此外,所有的结构细节是条理清晰、明确的。
 
气流组织:
采用侧送喷口送风的气流组织形式。

技术图纸:











模型图
 
细部:













结语:
代代木竞技场是上世纪60年代现代建筑技术进步的象征。柔性设计当时被视为最复杂的设计,其复杂在于大跨度、大空间,让场馆及其他设施都被统一在这个用高张力缆索为主体的悬索屋顶结构之下,代代木竞技场摆脱了当时勒·柯布西耶推崇的柱式建筑,被誉为划时代的建筑。
 
老照片:










本文贡献方:
百度百科、维基百科、谷歌、flickr、百度学术、谷歌学术等网络公开资源
《浅析日本代代木体育馆建筑结构》
钱峰、任磊、陈晓恬:《百年奥运建筑》,中国建筑工业出版社.100
梅季魁、王奎仁:《体育建筑设计研究》,中国建筑工业出版社.135
陈以一:《世界建筑结构设计精品选—日本篇》,中国建筑工业出版社.142 
沈世钊、徐崇宝、赵臣:《悬索结构设计》,中国建筑工业出版社.52 
李玲玲:《体育建筑创作新发展》,中国建筑工业出版社.133
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