△ 北立面外观 摄影：刘国威

建筑/室内/景观设计  直向建筑

结构顾问  上海泰大建筑科技有限公司

施工图设计  上海都市建筑设计有限公司

项目地点  河北承德

建成时间  2024年7月

建筑面积  560平方米

△ 汤泉与场地夜景鸟瞰  摄影：刘国威

隐匿于环境中，与自然并置，延续场地原本的神秘氛围是建筑设计方案的主要脉络。

建筑占地面积131㎡，高23m，主体分为东西两部分。清水混凝土材质通过表面凿毛处理，为建筑表皮增加呼应远处陡峭崖壁的肌理。在严苛的用地控制下，西侧功能区底层架空以降低对原址的入侵，同时便于避开山洪；为保持建筑体量的纯粹性，竖向交通与服务核设置在东侧，与功能区两者通过水平走廊相连。垂直的空间层叠方式使空间功能在垂直方向上布局紧凑，在狭小的边界内营造出精巧丰富的体验。

△ 透过树林看向南立面  摄影：刘国威

建筑师希望通过最小限度的结构设计改动，协调建筑造型、场地特性与结构安全之间的关系——即用“看似轻盈”的结构语言消隐自重极大的“混凝土盒子”。在结构的纯技术层面，难度包含底层架空的功能区竖向荷载极大，极细立柱难以兼顾抗侧与承重；保持建筑立面的简洁需要将梁隐藏；以及如何处理细柱与坡地的关系。

建筑采用钢筋混凝土框架结构体系，在推敲立柱尺寸前，“与自然并置”的建筑语言，启发我们将目光投射于场地周边随处可见的杨树干。建筑师希望模糊柱子和树干的视觉界限，从自然的形式和尺度中形成建筑语言的基础逻辑。于是约300mm直径的树干就成为了结构柱的尺寸依据。

功能区一层以更衣室标准设计，二层为休息区与茶室，泡汤功能布置于第三层，温泉水深1.05m，汤池被多道弧形现浇混凝土实心墙隔墙包裹，顶部8个高光筒为汤池引入天光。

各层楼面荷载计算，由下至上：

△ 各层楼面荷载  ©泰大创新

此外屋面8个观景筒，每个重达20吨，折算每平米重量8*200/88≈18kPa，外墙采用保温结构一体化混凝土夹心墙板，折算每平米重量800kg。

以上荷载标准值重达102.3kN/㎡，看似轻盈的建筑其荷载竟然与一幢10层的办公楼荷载相当（单层约10kN/㎡）。

△ 建筑尺度模型  ©直向建筑

原方案设计中，立柱为200*400mm的砼柱，此尺寸不符合结构规范要求，且按常规结构设计思路，立柱尺寸需要极大地加粗才能满足承载和抗震要求。经仔细考量后发现，建筑师将交通核另置的做法恰好为结构的抗侧力方案提供了新的思路。由此，我们尝试通过对结果的限定反推结构体系的优化布置，在最小限度内优化细柱的尺寸。

△ 温泉层平面方案图，以正交方向进行分析  ©泰大创新

将结构按照X和Y两个正交方向进行分析：

东西两侧以连廊连接，在受X方向侧向力时，功能区的水平力可传递到交通核来实现抗震。结构通过加强隐藏在交通核内部的框架柱、梁，来增加结构沿X方向的抗侧刚度，此时整个结构的侧向位移角控制在1/800之内，极细立柱保持很小的侧向变形，减小了立柱的弯矩及X方向上的弯曲应力。同时结构通过加大连廊的板厚并加强配筋，来加强交通核与功能区的连接，避免地震时的局部薄弱位置。

基于上述设计，匹配高强度混凝土等措施，功能区立柱的宽度可以减小至350mm。为了获得更小的看面宽度，我们将正面宽度进一步减小为300mm，而远离主视面的宽度则保持在350mm，尺寸的变化隐藏在由透视产生的视差中。

△ 利用视差在远离看面的方向优化立柱尺寸  ©泰大创新

对交通核的利用使结构在X方向实现承重与抗侧分离，由此便释放了梁柱正交的框架连接关系。

功能区X方向无需依赖自身框架结构抗侧后，结构将X方向的横梁布置于立柱侧面。在梁柱交接处，为了避免两方向的梁纵筋相交造成钢筋过密或发生碰撞无法施工，以及柱内钢筋过密导致的混凝土浇筑质量问题，我们在柱侧面增设较高的牛腿，使其高度能够覆盖两方向的梁高，确保两方向梁与柱的有效连接。

△ 一层结构平面布置图（局部）  ©泰大创新

△ 柱侧面增设较高的“牛腿”  ©泰大创新

为满足建筑造型除顶部外不设横梁的诉求，维持干净的立面框架，结合内部空间布局，横梁布置上选择一二层横梁下落，三四层横梁上翻，并且在Y方向横梁与立柱正中对齐宽度均为350mm，由此横梁与立面清水混凝土墙合二为一，二至四层横梁实现完全隐藏。

△ 施工过程  ©直向建筑

对于Y方向结构抗侧力的设计，仍然需要依靠框架来形成可靠的抗侧力体系。

交通核偏置导致建筑不宜采用刚度较大的剪力墙结构，而X向抗侧主要依赖于交通核且采用强框架，增大了柱截面，因此交通核Y向刚度也有所增大。为使结构整体Y向抗侧刚度保持均匀，故需要增大功能区梁刚度，与建筑师沟通后，立柱Y方向截面高度增加到500mm。由于立柱在东西向的人视角内可借由地势消解尺寸的厚重感，视觉感受上装饰性更强，故整体仍然保持着与建筑的和谐比例关系。

由于当地政府对保温结构一体化的要求，结构全部采用CL夹心保温现浇墙体，造成结构自重进一步增加。立柱截面尺寸最终调整为上底300mm（正视图看面）、下底350mm、高500mm的梯形截面（经过与审图沟通，最终要求立柱截面控制在不小于160000m㎡）。

△ 外立面采用了深凿毛工艺，在施工时需将钢筋保护层加厚以便后续处理，保护层加厚有益于找回极细立柱可能的较大施工误差所致的结构偏心  ©直向建筑

项目基地为山林坡地，基地内高差约为4米，场地对立柱的约束不均匀易使立柱抗侧刚度差别过大，并造成短柱吸收过大的地震力。由此关于细柱与坡地关系的处理，结构提出以下两种方案，结合施工条件进行协调比选。

方案一：利用地势起伏，在离核心筒远端将立柱缩短基础上移，实现边榀框架的刚度增大，进一步均衡结构在Y方向的抗侧刚度。

方案二：立柱底标高以坡地最低点为准，所有立柱长度相同，并在立柱四周布置挡土墙，挡土墙与立柱保持100mm间隙，间隙中填充柔性材料，以此消除坡地对立柱的土压力。综合考虑计算模型整体指标、施工难度等因素，最终选择方案二作为最终结构形式。

△ 建成后实景  摄影：刘国威

功能区入口处的人行桥，跨度约5.400m。为保持协调的外形比例，保持轻盈的体态，结构厚度需控制在70mm内，依靠桥面自身无法跨越。对此，结构选择与建筑造型进行一体化设计，利用原本的纯建筑构件“栏杆”，将桥面和栏杆合二为一设计成整体的U形截面，并设置扶手翻边提高了栏杆的侧向稳定，从而实现超薄的桥面。

△ 从入口看向山谷  摄影：田方方

作为一个纯粹的清水混凝土建筑，除保留材质原始的质感外，本项目中的弧形内墙，温泉里的坐凳，甚至室内灯具造型，也是结构逻辑的直接表现。它们的造型来源于构件本身的力学特征和属性，因此施工详图均由结构工程师绘制，以结构呈现建筑外形，达到内外统一、返璞归真的最终效果。

△ 从休息区看向山谷  摄影：刘国威

△ 北立面局部和架空层  摄影：刘国威

隐藏于表象之下的推敲与设计，实现了结构功能的分离和造型的外露与内藏。在对建筑“建构”美感的追求中，结构既是内容也是形式，既是内在也是表象。结构设计前后建筑形态的极小差异，反映着成熟建筑师惊人的结构直觉。建筑美与力学美的求衡与博弈如太极的两仪，调和之中自生天地。

直向新作：阿那亚·雾灵山眼石汤泉，林中仪器

视觉 / 饶安林  校对 / 李博超

       

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