讓屋蓋動(dòng)起來——開合屋蓋-誠(chéng)建建設(shè)股份有限公司發(fā)表時(shí)間：2019-02-21 09:48
開合屋面在我們?nèi)粘Ｉ钪泻艹Ｒ姟Ｈ绻慵矣袀€(gè)小院，天晴時(shí)希望享受陽(yáng)光，下雨時(shí)希望遮風(fēng)擋雨，就可以在屋頂上拉個(gè)簾子，這就是簡(jiǎn)單的開合屋面。再比如酒店、商場(chǎng)、游泳池等公共場(chǎng)所，處處可以看到它的身影。誠(chéng)建建設(shè)股份有限公司
20世紀(jì)50年代至70年代的開合屋蓋結(jié)構(gòu)發(fā)展，以膜折疊的開合方式為主。1954年，德國(guó)學(xué)者Frei Otto領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)工作小組，開創(chuàng)性地研究和發(fā)展了開合膜結(jié)構(gòu)，在歐洲利用這種技術(shù)建成了許多這種類型的建筑物。誠(chéng)建建設(shè)股份有限公司 1976年，這種技術(shù)被應(yīng)用在加拿大蒙特利爾奧運(yùn)會(huì)體育場(chǎng)中，該體育場(chǎng)中央開口直徑為120m，面積為1.8萬(wàn)平，呈橢圓形。通過懸臂斜柱上懸掛的斜拉索將膜屋面折疊收縮于柱頂，屋面材料為PVC膜材。20世紀(jì)80年代以前的開合屋蓋結(jié)構(gòu)大多采用這種方式。誠(chéng)建建設(shè)股份有限公司
▲The big “O”O(jiān)lympic stadium，柔性折疊型開合屋蓋 20世紀(jì)80年代以后的大部分開合屋蓋結(jié)構(gòu)思想，來源于1961年美國(guó)建成的匹茲堡市民體育場(chǎng)，該結(jié)構(gòu)屬于剛性開合屋蓋結(jié)構(gòu)，其跨度127m，由八瓣不銹鋼屋蓋組成。之后，世界上建造了上百個(gè)剛性開合屋蓋。1989年加拿大多倫多建成了直徑205m的天空穹頂，在世界上產(chǎn)生了很大的轟動(dòng)效應(yīng)，掀起了世界上建造現(xiàn)代大跨開合屋蓋結(jié)構(gòu)的新浪潮。誠(chéng)建建設(shè)股份有限公司
▲CivicArena in Pittsburgh，建成于1961年 之后，日本于1991年建成了跨度136m的有明體育館，1993年建成了直徑222m的福岡穹頂，這批開合屋蓋結(jié)構(gòu)的成功建成再一次引起了世界的廣泛注意。而后世界上相繼建成的帶有開合屋蓋的大型體育場(chǎng)有近二十座，面積超過1萬(wàn)平的大型可展屋蓋結(jié)構(gòu)有近十座，實(shí)現(xiàn)了良好的社會(huì)效果，許多建筑已成為所在地的標(biāo)志性建筑。誠(chéng)建建設(shè)股份有限公司
▲日本福岡穹頂，建成于1993年 開合屋面從結(jié)構(gòu)形式上劃分可分為剛性開合與柔性開合，其中剛性開合指受力結(jié)構(gòu)為桁架、網(wǎng)架等結(jié)構(gòu)等剛性鋼結(jié)構(gòu)作為移動(dòng)屋蓋單元，其屋面材料為膜材料、金屬板及其他輕質(zhì)材料，通過各單元之間的移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)屋面的開合；而柔性開合指屋面為膜材等柔性材料，通過張開和收起柔性材料實(shí)現(xiàn)屋面的開合。誠(chéng)建建設(shè)股份有限公司
▲南通會(huì)展中心體育場(chǎng)，剛性開合
▲TennisStadium Rothenbaum，柔性開合 從開合方式上可分為：滑移式，提升式，旋轉(zhuǎn)式，折疊式，混合式。為方便大家更直觀得了解各種開合方式的不同，請(qǐng)看下面示意圖。誠(chéng)建建設(shè)股份有限公司
▲滑移式開合屋面
▲提升式開合屋面
▲旋轉(zhuǎn)式開合屋面
▲折疊式開合屋面
▲混合式開合屋面 下面小i就為大家介紹幾個(gè)經(jīng)典的開合屋蓋案例。 Mercedes Benz stadium （梅賽德斯奔馳體育中心）
▲梅賽德斯奔馳體育場(chǎng) 梅賽德斯奔馳體育場(chǎng)是一個(gè)多功能體育場(chǎng)，位于亞特蘭大市大名鼎鼎的Levy穹頂旁，是美國(guó)國(guó)家橄欖球聯(lián)盟（NFL）亞特蘭大獵鷹隊(duì)和美國(guó)職業(yè)足球大聯(lián)盟（MLS）亞特蘭大聯(lián)隊(duì)足球俱樂部的主場(chǎng)。誠(chéng)建建設(shè)股份有限公司
▲梅賽德斯奔馳體育場(chǎng)和Levy穹頂合影 體育館由HOK 設(shè)計(jì)，耗時(shí)三年時(shí)間，耗資15億美元。可開合屋面是其設(shè)計(jì)的最大亮點(diǎn)，設(shè)計(jì)理念來自于獵鷹翅膀。屋面為剛性旋轉(zhuǎn)型開合屋面，由八片剛性結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成，采用空間桁架結(jié)構(gòu)體系，上部覆蓋ETFE充氣膜。開啟時(shí)各單體沿著各個(gè)軌道同步移動(dòng)，整個(gè)開合過程就像相機(jī)光圈，每次開啟僅需要8分鐘。誠(chéng)建建設(shè)股份有限公司
▲梅賽德斯奔馳體育場(chǎng)開合過程 屋面雖然炫酷，但是建造過程確并非一帆風(fēng)順，預(yù)計(jì)開放日期被推遲了三次。體育場(chǎng)原定于2017年3月1日開放，后來延遲到2017年6月1日，又被延遲到2017年7月30日，最后直到2017年8月26日才正式開放，開放后又發(fā)現(xiàn)有屋面漏水的情況，而后賽會(huì)期間屋面處于常閉狀態(tài)。可見開合屋面與正常屋面相比，設(shè)計(jì)難度和建造難度都更高，同時(shí)正常使用時(shí)屋面防水等問題也更為突出。誠(chéng)建建設(shè)股份有限公司 聯(lián)邦德國(guó)一座建于1972年的800平米游泳池，采用開合屋蓋，屋面拱結(jié)構(gòu)間鋪設(shè)骨架膜，結(jié)構(gòu)建成后三年開始滲漏，到第五年漏水嚴(yán)重，以至于不能開合。最后，膜材和張拉索全部損壞，結(jié)構(gòu)報(bào)廢。誠(chéng)建建設(shè)股份有限公司
▲梅賽德斯奔馳體育場(chǎng)鳥瞰
▲梅賽德斯奔馳體育場(chǎng)內(nèi)部 National Stadium, Warsaw（華沙國(guó)家體育館）
▲華沙國(guó)家體育館 華沙國(guó)家體育館位于波蘭華沙，主要用于舉辦足球比賽，是波蘭國(guó)家足球隊(duì)的主場(chǎng)。球場(chǎng)有58,500個(gè)座位，是波蘭全國(guó)最大的足球場(chǎng)。體育場(chǎng)在2008年開始興建，于2011年11月完工。誠(chéng)建建設(shè)股份有限公司
▲華沙國(guó)家體育館屋面開啟狀態(tài)
▲華沙國(guó)家體育館屋面閉合狀態(tài) 國(guó)家體育場(chǎng)是由德國(guó)、奧地利、波蘭三國(guó)企業(yè)團(tuán)共同建造。體育場(chǎng)的總建筑面積（不含屋頂）約20萬(wàn)平方米，底部邊緣總長(zhǎng)度924米。中央的尖頂標(biāo)高約100米。屋蓋大小為240×270米，為柔性折疊型開合屋蓋，屋面支撐結(jié)構(gòu)為鋼索，總重約1200噸，屋面覆蓋材料為PTFE膜材。誠(chéng)建建設(shè)股份有限公司
▲中部屋面半開啟狀態(tài)
▲中部屋面閉合狀態(tài) 屋面開合是通過沿鋼索拉伸或收縮膜材實(shí)現(xiàn)的，開啟或關(guān)閉過程大約需要20分鐘，只能在5°C以上的溫度下進(jìn)行，而且打開過程不能下雨。其建造完工日期同樣經(jīng)歷了數(shù)次延遲，體育館原定于2011年7月22日對(duì)外開放，可由于屋面建造于調(diào)試，直到當(dāng)年11月29日才正式完工。誠(chéng)建建設(shè)股份有限公司
TOYOTA Stadium（豐田體育場(chǎng)）
▲豐田體育場(chǎng) 豐田體育場(chǎng)（Toyota Stadium）是一個(gè)位于愛知縣豐田市的足球場(chǎng)。球場(chǎng)于2001年建成可以容納45,000人。豐田球場(chǎng)是日本職業(yè)足球聯(lián)賽球隊(duì)名古屋鯨八足球俱樂部的主場(chǎng)，其贊助商豐田汽車亦擁有球場(chǎng)的冠名權(quán)。誠(chéng)建建設(shè)股份有限公司
▲豐田體育場(chǎng)內(nèi)部 開合屋蓋為滑移型屋蓋，數(shù)榀空間桁架支承于屋面軌道上，桁架上覆蓋膜材。當(dāng)屋面閉合時(shí)桁架依次順軌道滑動(dòng)，同時(shí)膜材被張緊；當(dāng)屋面開啟時(shí)桁架依次滑移至屋面一側(cè)，同時(shí)膜材由于重力作用垂掛在兩榀桁架之間。因此屬于剛性與柔性混合型開合屋蓋。誠(chéng)建建設(shè)股份有限公司
▲屋蓋閉合狀態(tài)
▲屋蓋開啟狀態(tài) 豐田體育場(chǎng)開合屋蓋同樣命運(yùn)多舛，2007年11月，屋蓋由于機(jī)械故障需要大修，修理一直持續(xù)了10個(gè)月才完成，修理好之后故障還是時(shí)有發(fā)生。因此，2015年之后，運(yùn)營(yíng)方考慮到維護(hù)成本，決定保持屋頂一直開放。誠(chéng)建建設(shè)股份有限公司 更多案例 由于篇幅有限，以下案例小i就不逐一介紹了，下面就放一些圖片與大家一起欣賞。
▲旗忠網(wǎng)球中心開合屋蓋
▲旗忠網(wǎng)球中心內(nèi)部 上海旗忠網(wǎng)球中心位于旗忠森林體育城內(nèi)，體育館平面為圓形直徑144m，高度為35m，屋蓋四周向內(nèi)懸挑長(zhǎng)度為61.5m，水平投影面積1.63萬(wàn)平，總建筑面積3.8萬(wàn)平。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在施加了環(huán)向預(yù)應(yīng)力和徑向預(yù)應(yīng)力的鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)上支承一個(gè)直徑123m，24m寬，7m高鋼結(jié)構(gòu)空間桁架環(huán)梁，環(huán)梁上對(duì)應(yīng)8榀開合屋蓋結(jié)構(gòu)每榀設(shè)置一個(gè)固定轉(zhuǎn)軸及三同心旋轉(zhuǎn)軌道結(jié)構(gòu)。屋蓋上表面為鋁合金面板，下表面為膜結(jié)構(gòu)。
▲Amsterdam Arena，剛性滑移型開合屋蓋
▲Miller Park，剛性旋轉(zhuǎn)型開合屋蓋
▲Toronto “Skydome”，剛性滑移型開合屋蓋
▲日本喜凱亞“海洋巨蛋”，剛性滑移型開合屋蓋
▲日本札幌中央?yún)^(qū)地下商場(chǎng)屋頂，剛性折疊型開合屋蓋 |
