上海東方體育中心結(jié)構(gòu)體系
日期:2017-06-15
綜合體育館及游泳館屋蓋結(jié)構(gòu)是基于建筑師的“一系列的強(qiáng)有力的框架和拱”的設(shè)計(jì)構(gòu)思發(fā)展起來(lái)的。每個(gè)屋蓋框架的軸線是基于看臺(tái)的軸線而布置的。屋蓋結(jié)構(gòu)是基于傳統(tǒng)的兩鉸框架的原理發(fā)展出來(lái)的,屋蓋的最大跨度達(dá)到了約151.6m。為了滿足結(jié)構(gòu)受力以及使用的要求,結(jié)構(gòu)工程師對(duì)方案階段的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了多次的優(yōu)化和找形,從而得到最佳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
綜合館整個(gè)屋蓋體系是通過(guò)一個(gè)大約為170m直徑的來(lái)定義的,整個(gè)平面分為10個(gè)相似的結(jié)構(gòu)單元,采用10榀橫向倒三角截面主拱架。最外側(cè)的單元結(jié)構(gòu)高度為26.2m,跨度85.2m,中央的結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)高度為35m,跨度151.6m。屋蓋結(jié)構(gòu)隨著體育場(chǎng)高看臺(tái)的高差變化而形成一個(gè)馬鞍形的外形。為加強(qiáng)拱架平面外(縱向)的抗側(cè)剛度,在拱架間設(shè)置了通長(zhǎng)的縱向桁架,通過(guò)三層弦桿及人字撐將10榀主拱架聯(lián)系成整體,共同抵抗側(cè)向作用性能,并且在桁架下方,每側(cè)設(shè)置了三榀大型支撐框架。為滿足建筑對(duì)截面的要求,同時(shí)改善該結(jié)構(gòu)的抗震性能,框架內(nèi)的支撐采用屈曲約束支撐(BRB)。
游泳館屋蓋平面大致為一個(gè)200mx120m的長(zhǎng)方形,由13榀倒三角截面拱架構(gòu)成,兩側(cè)的稍長(zhǎng),中間略短,跨度都在120m左右,高約22m,呈拱形。建筑師期望拱架之間無(wú)任何接觸(“咬合”),避免產(chǎn)生尺度較大的節(jié)點(diǎn),影響整體“輕盈、純粹”的建筑效果??紤]到覆蓋材料的厚度,由建筑控制的外表面退到結(jié)構(gòu)中心線,則相鄰拱架間的距離更大,各榀孤立的拱架結(jié)構(gòu)“孤立”,僅靠拱架間的單層屋面結(jié)構(gòu)體系提供連接肯定是不夠的。
由于游泳館高度較低,可以充分利用屋面系統(tǒng)提供一定的抗側(cè)剛度。采用一系列剛度較大的檁條貫穿所有拱架,并在四周設(shè)有支撐,同樣在兩側(cè)各設(shè)置了四對(duì)BRB支撐,人字撐和屋面系統(tǒng)形成縱向抗側(cè)力體系。
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