建筑结构之开合屋顶浅介(1)
摘要:简要介绍国内外几种屋盖开合的案例,风荷载、雪荷载、地震作用的设计要点。 关键词:开合屋顶;风荷载;雪荷载;地震1。什么是开合屋盖结构,也称移动开启,是指屋顶的一部分或全部可以在短时间内(一般20-25分钟)移动或开启的结构形式。它使建筑可以在屋顶打开、关闭和部分打开时使用。这是一座充满活力的建筑。 随着体育和游泳运动的发展,人们越来越追求建造一个全天候的可开合屋顶的体育场和游泳池。 根据气候变化而开合的屋顶可以更好地满足人们对阳光、空气体的需求,通过大范围空调节的方式,改变春夏秋冬四季来维持对空气体、温度、温度的要求,也节约了能源。 开合屋顶就这样产生了。 据统计,自20世纪60年代以来,世界上已建成200座折叠结构,但大多数属于中小型建筑,主要用于游泳池、网球场等体育建筑。 从这些工程应用中,人们充分体会到了这种结构的优点:雷雨雪天屋顶封闭,人们享受一种温暖和温馨;天气晴朗时,打开屋顶后室内外会融为一体,尤其是晚上,夜色与灯光融为一体,有一种特别的感觉。 目前,开合结构不仅用于体育场馆,还广泛应用于机库、商场、厂房和需要干燥的仓储建筑。 近年来,开合屋盖在我国旧建筑改造中得到了应用,改善了室内的自然通风,开辟了新的用途。 开合屋盖造价高,施工难度大,维护管理难度大,尤其是大型开合屋盖。 许多开合式屋顶建筑影响广泛,引起轰动效应,有的已成为其所在城市的标志。 二、中国目前建造的开合屋盖开合屋盖近年来在中国得到应用。目前,北京天涯花园和国家电力大厦屋顶的游泳池的可伸缩屋顶已经建成。为防非典,加强自然通风,北京大厦将原建筑的固定屋面改造成可开合屋面。 三。开合屋的发展1950年以前,开合结构主要是小型结构,主要应用于非建筑领域。 1950年至1988年,发育以膜褶开合构造为主。 20世纪80年代至90年代初,开合屋盖结构的理念源于美国匹兹堡市民体育场,该体育场建于1961年,由现代牵引技术驱动。其跨度为127米,由可伸缩的八瓣不锈钢盖组成。至今仍具有开拓意义。 之后,世界上建造了数百座带有刚性伸缩单元的可伸缩屋顶建筑。 欧洲国家建造的开合屋盖的特点是采用拱形、拱形网壳、部分球壳或平网格等刚性钢结构作为活动屋盖单元的受力结构。由于膜材重量轻、强度高,大规模的开合屋盖结构一般为钢结构和索结构,顶部为膜材或轻质板。 采用屋顶索穹顶作为支撑结构,开合屋盖采用半刚性膜式屋顶。屋顶系统分为几个单元件。通过单元件的移动和旋转,每个单元件被重叠和堆叠,以实现屋顶的打开和关闭。 由开合单元组成的开合屋顶克服了薄膜折叠式和开合式。 1989年,加拿大多伦多建成了直径208m、名为天空穹顶的多功能体育场,在世界范围内引起了极大的轰动,在世界范围内掀起了现代大跨度屋顶开合的新浪潮。 该场馆仍是多伦多申办奥运会的主会场。 1991年,日本建成有明体育馆(Ariake Coliseum),跨度136m1993年,日本海洋巨蛋建成。1993年,直径218米的福冈穹顶在日本建成,再次引起世界瞩目。 至此,大跨度开合屋盖技术得到了进一步的发展和完善,国际上对建造大型开合屋盖的疑虑逐渐消失,其前景和建造的必要性逐渐被看好。 1999年,美国西雅图新建了200米的太平洋西北棒球公园,2000年,澳大利亚建成了245米×215米椭圆形的墨尔本市民体育场。2001年,美国建成米勒公园,一条边长180m的扇形直线。2001年,日本为2002年世界杯建造了直径274米的大分体育场。目前,世界上已建成或在建的大型开合屋盖体育场有近20个。 面积超过10000m2的大型开合屋盖结构近十个。 这些大型开合结构的实现和规划产生了非常好的经济和社会效应,其市场越来越好,引起了国际体育界的广泛关注。很多建筑已经成为所在位置的标志性建筑。 开合屋顶建筑已成为体育建筑的重要发展趋势,并正在开拓新的应用领域,谎称自己是“第三代体育建筑”或“现代动态建筑”。 中国国家体育场的“鸟巢”方案向世界打开了屋顶。2008年北京奥运会主体育场中国国家体育场设计方案由瑞士赫尔佐格和德梅隆设计公司与中国建筑设计研究院共同设计。这个名为“鸟巢”的方案展示了一个新颖、独特、巨大的异形钢结构,预计消耗各类钢材8万吨。最长的钢梁有300米长。钢梁的平均长度将在50至180米之间。巨型体育场的形象完美纯粹,外观就是结构,就像树枝搭成的鸟巢。它的灰色矿物钢网上覆盖着透明的膜材料,其中包含一个碗状的体育场看台,土壤呈红色。 碗形支架可拆卸和调节。看台是一个完整的碗形看台,没有任何遮挡。它被分成三个房间。球场外立面基本不需要封闭的外墙,使得球场成为室内球场。 国家体育场将在奥运会期间容纳10万名观众,建成后有望成为世界上可开启的屋顶体育场。 许多技术问题需要解决。
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