竹子的仿生设计及案例

竹子,竹子,岁寒三友之一,竹子是自然界存在的一种典型的、具有良好力学性能的生物体。飓风能轻易将齐腰大树吹断，但不会令竹子折断。其原因主要有以下三点：（1）竹纤维材料强度高、弹性好且密度小，比强度是钢材的34倍，具有较高的抗拉强度和抗压强度；（2）竹子截面是环形的，外弯面受拉且内弯面受压，具有较强的抗弯刚度；（3）竹节处的外部环箍与内部横隔板可增加承载面积，同时也能提高竹筒的横向承载能力。,巨龙竹,食用用途：巨龙竹竹笋味略苦，经蒸煮漂洗后可食用。也可加工成笋干、笋丝。工业用途：巨龙竹材质优良，可作建筑用材，也可制作成引水管、竹筏、竹筷及竹生产生活用具等。巨龙竹还可制造竹胶合板、竹编胶合板、竹地板、竹壁板、竹砧板、竹包装箱等。巨龙竹可用来制作竹雕、竹刻、竹酒筒、茶筒以及食品包装盒等工艺品。此外，巨龙竹纤维含量高，可生产高档纸及优质人造丝。,巨龙竹，又称歪脚龙竹DendrocalamussinicusChiaetJ.L.Sun，属禾本科竹亚科牡竹属大型丛生竹类，在种类繁多的竹类资源中，堪称“竹王”，它高大笔直，雄壮魁伟，高可达30多米，径粗可达30多厘米，是目前发现的竹类中最粗的竹子，西双版纳傣族称巨龙竹为“埋博”，意思就是“最大的竹子”。,台北101,位于台北信义区，曾在2004-2009年间被评为全球最高建筑。由C.Y.Lee&Partners设计，灵感源于竹子，寓意学习和成长。盖大楼也被认为是全球最环保的建筑之一，2011年7月获得了了LEED白金认证。,介绍,该专案主要由国内十四家企业共同组成的台北金融大楼股份有限公司，与国内外专业团队联手规划，并由国际级建筑大师李祖原精心设计，超越单一量体的设计观，以中国人的吉祥数字八（发的谐音），作为设计单元。每八层楼为一个结构单元，彼此接续、层层相叠，构筑整体。在外观上形成有节奏的律动美感，开创国际摩天大楼新风格。TAIPEI101多节式外观，以高科技巨型结构（MegaStructure）确保防灾防风的显著效益。每八层形成一组自主构成的空间，自然化解高层建筑引起之气流对地面造成的风场效应，透过建筑设计绿化植栽区的区隔，确保行人的安全与舒适性。大楼造型宛若劲竹节节高升、柔、韧有馀，象徵生生不息的中国传统建筑意涵。内斜七度的建筑面，层层往上递增；无反射光害的高度透明省能隔热帷幕玻璃，让人们在台湾的最高建筑内，观天看地。高科技材质及创意照明，以透明、清晰、营造视觉穿透效果，与自然及周遭环境大尺度的融合。,工程结构,台湾位于地震带上，在台北盆地的范围内，又有三条小断层，为了兴建台北101大厦，这个建筑的设计必定要能防止强震的破坏。而且台湾每年夏天都会受到太平洋上形成的台风影响，因此，防震和防风是台北101大厦两大建筑所需克服的问题。为了评估地震对台北101大厦所产生的影响，地质学家陈斗生开始探查工地预定地附近的地质结构，发现距台北101大厦200米左右有一处10米厚的断层。依据这些资料，台湾地震工程研究中心建立了大小不同的模型，来仿真地震发生时，大楼可能发生的情形。为了增加大楼的弹性来避免强震所带来的破坏，台北101大厦的中心是由一个外围8根钢筋的巨柱所组成。但是良好的弹性，却也让大楼面临微风冲击，即有摇晃的问题。台北101打地基的工程总共进行了15个月，挖出70万吨土，基桩由382根钢筋混凝土构成。中心的巨柱为双管结构，钢外管，钢加混凝土内管，巨柱焊接花了约两年的时间完成。台北101所使用的钢至少有5种，依不同部位所设计，特别调制的混施工照片凝土，比一般混疑土强度强60%。防震措施方面，台北101采用新式的“巨型结构”，在大楼的四个外侧分别各有两支巨柱，共八支巨柱，每支截面长3公尺、宽2.4公尺，自地下5楼贯通至地上90楼，柱内灌入高密度混凝土，外以钢板包覆。抵销风力所产生的摇晃主要设计是阻尼器，而大楼外形的锯齿状，经由风洞测试，能减少30-40%风所产生的摇晃。,调制阻尼器,为了因应高空强风及台风吹拂造成的摇晃大楼内设置了“调谐质块阻尼器”，作为世界第一座防震阻尼器外露于整体设计的大楼，在88至92楼挂置一个重达660公吨的巨大钢球，利用摆动来减缓建筑物的晃动幅度（右图）。据台北101大厦告示牌所言，这也是全世界唯一开放游客观赏的巨型阻尼器，更是目前全球最大之阻尼器。,内部交通,台北101大厦运用了许多当代摩天大楼中最先进的技术。大楼内使用了光纤和卫星网络联机，每秒的传输速率最高可达1Gb。此外，日本东芝公司制造了两台全世界最快的电梯，能够在39秒之内