世博轴及地下综合体工程索膜顶棚和阳光谷钢结构设计 - 结构理论.docVIP

世博轴及地下综合体工程索膜顶棚和阳光谷钢结构设计 - 结构理论 汪大绥：各位领导、各位同仁，刚才丁院长的报告非常精彩，我现在讲的内容是我们所承担的在世博园里的另外一个项目，叫“世博轴”，下面对我们团队所做的设计情况做一个简单的介绍。 这里有一个跟丁院长相类似的内容，世博轴在整个世博园区里所处的位置是这里，这是世博园区围栏区的中心部分，所谓的围栏区是观众要买票才能进入的部分。围栏区所有的场馆在这里有5个是永久性的场馆，刚才丁院长讲了其中一个，5个场馆成为一轴四馆，左边的是世博轴中心，右边的是演艺中心，后面的是中国馆和主题馆，我们华东院现在承担三个馆的设计：演艺中心、世博中心和世博轴。这5个里面只有世博轴的建筑方案是外国的，其他都是我们中国建筑设计师的原创。 世博轴在园区里的位置非常重要，它所谓一个轴就是把整个场馆串起来了，它的主要功能是参观的观众到达了以后到园区安检的地方，建筑创意非常有特色！它整个的长度是1公里左右。大家所看到的是它的地面部分，今天汇报也是主要讲它的地面部分，索膜结构，它是南端的一个广场，由地面通过各种交通方式进入世博园区里面，从这个广场进入到世博轴的10米平台，人民在10米平台上进行排队和安全检查，所以这个地方人流量是非常大的！到世博园区有很多条地铁，从地铁来到园区的参观者，从负10米的地下室在这里进行排队、安检，然后到达这里。可以看到整个世博轴两边有长长的绿坡，因为这个可以把阳光、空气引入地下室，这样在地下室里也不感觉是在地下室里。 上面的平台是10米平台。10米平台上面是一个索膜结构，把它覆盖起来，覆盖总的长度大概是880米左右，宽度大概是80米，整个覆盖的面积是63000平方米。这个是10米平台的平面图，这里大家可以简单地看一下它的流向，从地面上有排队区，也有安检区。 这是VIP入口的流向。从这里可以看一下建筑效果。整个上面覆盖部分我刚才说了880米覆盖部分，由6个阳光谷和阳光谷之间的索膜结构组成。造型是非常生动的！这可能也是当今世界上比较大的一个索膜结构，它的单片膜面积达到1800平方米，可能是目前现在最大的单片膜，从这里大家可以看到阳光谷，阳光谷从建筑概念上来讲它是把阳光和空气引入地下室的概念。阳光谷也部分成为了索膜结构的拉节点和支点。 这是它的横剖面，大家可以看一下它有一层地下室，上面两层是1米标高和4米5标高，最上面是10米标高，这都有良好的通风条件。索膜结构的组成是由桅杆、谷索和脊索，以及其他一些辅助的索所构成的。大体的数字大家可以看一下，整个建筑面积是24万平米，有覆盖的建筑面积是24万平米。 下面给大家介绍一下索膜结构体系，索膜结构体系的话在这里有一些数据，我刚才基本上都讲过了。这张照片是昨天才赶出来的，大家能看懂意思就行了，这张照片是最近的，世博轴工程主体结构现在是最紧张的阶段，阳光谷已经看到了，索的部分膜已经开始拉了，但是还没有拉到规定的状态。 这里可以看一下它的结构情况。还是先看这一张吧，索膜是靠两边的桅杆，两边的桅杆是一样的，这个桅杆是用谷索拉在锚箍上，桅杆与桅杆之间有脊索和谷索，膜就是张拉在索上的。 再回到上面。上面的平面图上可以看到6个阳光谷间距是不规则的，每个阳光谷的大小尺寸也是不一样的，在这里出现很好看的彩色，好像是图案一样，实际上这个彩色标明了杆件的规格，它的变化很有规律的，形成一个满好玩的图形。 六面阳光谷的尺寸都不一样，最大一个阳光谷上口的直径大概是90米，90米X70米。单纯的三角型网和钢结构。我们的膜结构用的现在国际上强度最高的PTFE膜材，按照我们国家规范分类是A级，它按照每3厘米宽膜材的条抗拉强度，这个抗拉强度是略有差别的，因为弹性量也是有差别的。在膜的应力分析结果当中，所有的膜应力都必须要满足这个强度的标准。 从这张图可以更清楚地看到膜结构的组成。左边的图三角形是我们一个基本单元，大家可以看一下，这是一个曲边三角形，三角形有三个定点，还有三个桅杆，每个桅杆之间有两个背索，一个拉，一个压来平衡，在同一边的称之为边索，靠地面那边的称之为脊索，膜的位置最高点就在脊索上，大体上相当于三角型平分线的索是谷索，是往当中聚集的。从这两边的图大家可以看一下右上的横剖面，这里是桅杆、背索，以及水平索，还有内桅杆，大家看一下，在膜的这个地方、形成喇叭口的地方有一个内桅杆，内桅杆的作用是在设计深化过程当中提出来的，刚开始的方案还没有内桅杆，没有内桅杆的话膜在风作用下的变形非常非常大，控制不住，主要是因为膜的尺度太大了。 从中可以看到在内桅杆和外桅杆之间有水平的索，整个索膜结构体系还是相当复杂的。这是外桅杆的布局，外桅杆是由三个圆杆组成的，钢是100的厚钢板，上面有一个柱头，所有的索是通过这个头来连接，因为所有的索之间有一定夹角的要求，因为要保证梢子能插进去，这个索跟柱轴要穿梢子，