本篇文章给大家谈谈体育馆设计方案总结,以及体育馆设计案例分析对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔,本文目录一览:,1、,体育馆的看台设计有哪些设计要求?,2、,国家体育场的场馆结构,3、,北京理工大学体育馆的设计特点,4、,淄博体育馆的设计理念是什么?开幕式进入了又一个高潮,2008年8月9日00:00时,李宁凌空绕场一周,点燃主火炬塔,主火炬塔是一枝巨大的祥云。
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体育馆的看台设计有哪些设计要求?
体育馆的看台设计至关重要,场馆的平面形状与看台的结合有重要关系。如圆形的体育馆外墙与看台交接会产生较多的空间浪费,这需要协调处理看台与外墙的交接关系。一般来说,中小型体育馆从视线、声学等功能要求来说不采用圆形方案,用多边形和椭圆形代替,这样看台在平面处理上会更有利些。 看台的布置对体育场馆的造型有很大影响,对称看台与非对称看台的设计会导致差异很大的两种场馆造型。对中小型体育馆来说采用非对称看台可以争取到较多的文艺演出正面观看的观众席,而视觉质量也较容易控制在有效的范围内。体育场的观众席看台同样也有这样的问题,因为体育比赛观众满座率不高,3万人以下的体育场采用非对称布置看台对使用功能和造型都有利。观众席看台的剖面设计直接影响到场馆的高度和体量。由于视线剖面设计要保证视线设计的通视,即视线无遮挡,所以看台首排高度的确定将直接影响看台每排的高度数值。看台的首排高度越高视线越陡,看台的每排升高值和排距会增加,场馆的高度也会增加,体量会增大。 而看台的首排高度越低则相反。但看台的首排高度越低会使看台下的使用空间减少,这是一个矛盾协调的问题。合理地确定看台的首排高度可以采用提高比赛场地,降低看台下空间的方法,有机地结合处理好看台的设计。体育场的看台设计还注意其建筑构造设计难点,体育场馆的看台为外露的空间,对看台下部的辅助用房来说具有屋面的功能即防水和保温隔热。
国家体育场的场馆结构
国家体育场坐落于奥林匹克公园建筑群的中央位置,地势略微隆起。它如同巨大的容器。高低起伏的波动的基座缓和了容器的体量,而且给了它戏剧化的弧形外观。汇聚成网格状--就如同一个由树枝编织成的鸟巢。在满足奥运会体育场所有的功能和技术要求的同时,设计上并没有被那些类同的过于强调建筑技术化的大跨度结构和数码屏幕所主宰。体育场的空间效果新颖激进,但又简洁古朴,从而为2008年奥运会创造了独一无二而又史无前例的地标性建筑。 基座
基座与体育场的几何体合二为一,如同树根与树。行人走在平缓的格网状石板步道上,步道延续了体育场的结构肌理。步道之间的空间为体育场来宾提供了服务设施:下沉的花园,石材铺装的广场,竹林、矿质般的山地景观,以及通向基座内部的开口。从城市的地面上缓缓隆起,几乎在不易察觉中形成了体育场的基座。体育场的入口处地面略微升高,因此,可以浏览到整个奥林匹克公园建筑群的全景。
屋顶
体育场的空间效果新颖激进,但又简洁古朴。体育场的外观就是纯粹的结构,立面与结构是统一的。各个结构元素之间相互支撑,汇聚成网格状,就象编织一样,将建筑物的立面,楼梯,碗状看台和屋顶融合为一个整体。如同鸟会在它们树枝编织的鸟巢间加一些软充填物,为了使屋顶防水,体育场结构间的空隙将被透光的膜填充。由于所有的设施-餐厅,客房,商店和卫生间都是独自控制的单元,建筑外立面的整体封闭因而是非常不必要的。这使体育场有自然通风,是体育场环保设计的最重要的一个方面。
包厢
舒适豪华的装修布置,优质周到的配套服务,清晰良好的观看视野是国家体育场包厢品质的保障。它不仅提供了一个亲临其境的最佳观赛场所,更为社会企业和各界名流搭建一个交际、公关、答谢客户的社交平台,为企业提供一次难得的展示自身实力和尊贵地位的机会。国家体育场包厢位于体育场的四层,赛后通过改造,赛后包厢的数量为140个。
外形
基本材料
“鸟巢”外形结构主要由巨大的门式钢架组成,共有24根桁架柱,现已完成20根桁架柱整柱及2根下柱吊装。国家体育场建筑顶面呈鞍形,长轴为332.3米,短轴为296.4米,最高点高度为68.5米,最低点高度为42.8米。
在保持“鸟巢”建筑风格不变的前提下,设计方案对结构布局、构建截面形式、材料利用率等问题进行了较大幅度的调整与优化。原设计方案中的可开启屋顶被取消,屋顶开口扩大,并通过钢结构的优化大大减少了用钢量。大跨度屋盖支撑在24根桁架柱之上,柱距为37.96米。主桁架围绕屋盖中间的开口放射形布置,有22榀主桁架直通或接近直通。为了避免出现过于复杂的节点,少量主桁架在内环附近截断。钢结构大量采用由钢板焊接而成的箱形构件,交叉布置的主桁架与屋面及立面的次结构一起形成了“鸟巢”的特殊建筑造型。主看台部分采用钢筋混凝土框架一剪力墙结构体系,与大跨度钢结构完全脱开。
Q460钢材的运用
“鸟巢”结构设计奇特新颖,而这次搭建它的钢结构的Q460也有很多独到之处:Q460是一种低合金高强度钢,它在受力强度达到460兆帕时才会发生塑性变形,这个强度要比一般钢材大,因此生产难度很大。这是中国国内在建筑结构上首次使用Q460规格的钢材;而这次使用的钢板厚度达到110毫米,是以前绝无仅有的,在中国的国家标准中,Q460的最大厚度也只是100毫米。以前这种钢一般从卢森堡、韩国、日本进口。为了给“鸟巢”提供“合身”的Q460,从2004年9月开始,河南舞阳特种钢厂的科研人员开始了长达半年多的科技攻关,前后3次试制终于获得成功。2008年,400吨自主创新、具有知识产权的国产Q460钢材撑起了“鸟巢”的铁骨钢筋。
特殊结构
此外,屋顶内环主桁架吊装和立面次结构安装已全面展开。“鸟巢”钢结构所使用的钢材厚度可达11厘米,以前从未在中国国内生产过。另外,在“鸟巢”顶部的网架结构外表面还将贴上一层半透明的膜。使用这种膜后,体育场内的光线不是直射进来的,而是通过漫反射,使光线更柔和,由此形成的漫射光还可解决场内草坪的维护问题,同时也有为座席遮风挡雨的功能。
“鸟巢”把整个体育场室外地形微微隆起,将很多附属设施置于地形下面,这样既避免了下挖土方所耗的巨大投资,而隆起的坡地在室外广场的边缘缓缓降落,依势筑成热身场地的2000个露天座席,与周围环境有机融合,并再次节省了投资。
看台
设计成为巨大的人群的容器,无论远眺还是近观,都给人留下与众不同的、不可磨灭的印象。体育场内部,这种均匀的碗状结构形体将能调动观众的兴奋情绪,并使运动员超水平发挥。创造连贯一致的外表,座席的干扰被控制到最小,声学吊顶将结构遮掩使得观众和场地上的活动成为注意焦点。在此,人群形成了建筑。
主火炬塔
历届奥运会的主火炬台、点火仪式和点火人都是最后揭晓的最高机密。其中,主火炬台造型设计又和点火方式密切相关。在2008北京奥运会进入50天倒计时阶段,正式开工修建,由此引发各种猜想。
2008年8月8日,在北京奥运会开幕式的结尾,许海峰手持火炬进场,接着许海峰将火炬传递给第二棒火炬手高敏,高敏将火炬传递给第三棒火炬手李小双,李小双将火炬传递给第四棒火炬手占旭刚,占旭刚将火炬传递给第五棒火炬手张军,张军将火炬传递给第六棒火炬手陈中,陈中将火炬传递给第七棒火炬手孙晋芳,,最后,经过无数人猜想的最后一棒火炬手出现了,他就是体操王子------李宁!开幕式进入了又一个高潮。2008年8月9日00:00时,李宁凌空绕场一周,点燃主火炬塔。
主火炬塔是一枝巨大的祥云,位于场地东北角上方。李宁将圣火点燃了导火索,火焰顺着旋转的通道,点燃了火炬塔.以这种普通的方式点燃火炬塔。 在设计与施工方面存在很多特点及难点:
构件体型大,单体重量重
作为屋盖结构的主要承重构件,桁架柱最大断面达25m×20m,高度达67m,单榀最重达500吨。而主桁架高度12m,双榀贯通最大跨度145.577+112.788m,不贯通桁架最大跨度102.391m,桁架柱与主桁架体型大、单体重量重。
节点复杂
由于该工程中的构件均为箱型断面杆件,所以,无论是主结构之间,还是主次结构之间,都存在多根杆件空间汇交现象。加之次结构复杂多变、规律性少,造成主结构的节点构造相当复杂,节点类型多样,制作、安装精度要求高。
工期紧
该工程量大,但安装工期相当短,工程于2003年12月24日开工,于2007年底前完工,2008年3月底竣工。工期紧,与土建施工交叉作业,平面场地紧张。
焊接量大
该工程工地连接为焊接吊装分段多,现场焊缝长度长,加之厚板焊接、高强钢焊接、铸钢件焊接等居多,造成现场焊接工作量相当大,难度高,高空焊接仰焊多。
冬雨季施工
该工程主结构吊装时间需跨越冬季和春节,所以存在冬雨季施工,施工难度较大。
工程组织难度大
主结构吊装时,土建施工未结束,现场组装在大面积开展,故存在多方施工交叉作业现象。加之,现场场地狭小,施工场地布置、构件运输及大型吊机行走路线等受到很大限制。同时,本工程结构复杂,各吊装分段之间相互关联,必须按一定顺序进行组装、吊装,否则将出现窝工现象。各施工方需合理协调、统筹管理,工程组织难度大。
构件翻身、吊装难度大
为降低组装难度,本工程中的桁架柱将采用卧拼法,主桁架将采用平拼法(内圈主桁架立拼除外),故拼装结束后、吊装前必须进行翻身工作。由于构件体型较大,重量重,翻身时吊点的设置和吊耳的选择难度较大,特别是桁架柱的翻身,吊耳在翻身和吊装时的受力有所变化,需考虑三向受力。同时,翻身过程中的稳定性比较难控制。由于桁架柱和主桁架的分段口均为箱型断面,分段吊装时存在多个管口对接的问题,对于箱型断面,要保证多个管口的对口精度,难度巨大。起吊时,必须调整好分段构件的角度和方位,而对于体型大、重量重的构件,角度调节相当困难,吊装难度大。
高空构件的稳定难度大
由于本工程采用散装法(即分段吊装法),分段吊装时,高空构件的风载较大,在分段未连成整体或结构未形成整体之前,稳定性较差,特别是桁架柱的上段和分段主桁架的稳定性较差,必须采用合理的吊装顺序(尽量首尾相接、分块吊装)和侧向稳定措施(如拉锚、缆风绳等)。
焊接难度大
本工程中既有薄板焊接,又有厚板焊接,既有平焊、立焊,又有仰焊,既有高强钢的焊接,又有铸钢件的焊接,焊接工作量大。薄板焊接变形大,厚板焊接熔敷量大,温度控制和劳动强度要求高。而高空焊接、冬雨季焊接的防风雨防低温措施更使得焊接难度增大。
安装精度控制难
由于施工过程中结构本身因自重和温度变化均会产生变形,而且支撑胎架在荷载作用下也会产生变形,加之,结构形体复杂,均为箱型断面构件,位置和方向性均极强,安装精度受现场环境、温度变化等多方面的影响,安装精度极难控制,施工难度大。施工时必须采取必要的措施,提前考虑好如何对安装误差进行调整和消除,如何进行测量和监控,使变形在受控状态下完成,以保证整体造型和施工质量。
质量与施工要求
本工程无论是外观质量,如外形尺寸、焊缝外观,还是内在质量,如焊缝质量等级、焊接残余应力消除等,都要求相当高,而现场施工条件差。同时,对于大跨度空间结构,温度变形和温度应力较大,为此,设计确定了分块合拢和合拢温度,操作难度大。
人文施工
施工中“以人为本”, 细致地分析审定施工中的每一个方案,倡导工业化的装配作业,从降低劳动强度,工序中的每一个步骤,提出要采取的措施,中心思想是“以人为本”;生活上,如住宿条件及饮食等方面提供最佳的条件。 防雷措施
“鸟巢”的防雷设计采用的是最传统的防雷技术。充分利用建筑结构自身的有利条件,将鸟巢的金属屋面,钢结构中的钢构件、钢筋混凝土中的钢筋等通过焊接等方式进行有效连接,整个“鸟巢”的“钢筋铁骨”部分构成了一个理想的“笼式避雷网”。为防止雷击时对人体的伤害,在场馆内人能触摸到的部位,比如钢柱等,都相应作了等电位连接;“鸟巢”内的几乎所有设备与“笼式避雷网”都有可靠连接,保证雷电来临瞬间产生的巨大电流能通过“笼式避雷网”导入地下,以此最大限度地保证场馆自身、仪器设备和人身的安全。
抗震措施
“鸟巢”所用钢材强度是普通钢的两倍,是由中国自主创新研发的特种钢材,集刚强、柔韧于一体,从而保证了“鸟巢”在承受最大460兆帕的外力后,依然可以恢复到原有形状,也就是说能抵抗唐山大地震那样的地震波。托起“鸟巢”最关键的是“肩部”结构,这一部分所用的钢材——“Q460”钢板厚度达到了110毫米,具有良好的抗震性、抗低温性和可焊性等点。为满足抗震要求,钢构件的节点部位还特别作了加厚处理,杆件的联结方式一律为焊接,以增加结构整体的刚度和强度。“鸟巢”凌空的屋顶支撑它的是24根巨大钢柱脚。为保证建造在8度抗震设防的高烈度地震区的“鸟巢”能站稳脚跟,科研设计人员克服“鸟巢”柱脚集合尺寸大且构造复杂、中国现行规范的计算假定与设计方法难以适用等情况,为这些钢柱脚增加了底座和铆钉,将柱脚牢牢铆在了混凝土中。柱脚下的承台厚度高达400~600米,24根巨大钢柱分别与24个巨大的钢筋混凝土墩子牢固地连在一起共同擎起巨大的精钞。 绿色设计
国家体育场设计大纲要求“国家体育场的设计应充分体现可持续发展的思想,采用世界先进可行的环保技术和建材,最大限度地利用自然通风和自然采光,在节省能源和资源、固体废弃物处理、电磁辐射及光污染的防护和消耗臭氧层物质(ODS)替代产品的应用等方面符合奥运工程环保指南的要求,部分要求达到国际先进水平,树立环保典范。” 通过环境管理体系的建立和执行,改进国家体育场的建筑功能和性能,持久地贯彻绿色奥运的概念。
国家体育场在建设中采用了先进的节能设计和环保措施,比如良好的自然通风和自然采光、雨水的全面回收、可再生地热能源的利用、太阳能光伏发电技术的应用等。鸟巢的外观之所以独创为一个没有完全密封的鸟巢状,就是考虑既能使观众享受自然流通的空气和光线,又尽量减少人工的机械通风和人工光源带来的能源消耗。巢内使用的光源,都是各类高效节能型环保光源。在行人广场等室外照明中也尽可能地采用太阳能发电照明系统。在鸟巢中足球场地的下面是312口地源热泵系统井。它通过地埋换热管,冬季吸收土壤中蕴含的热量为鸟巢供热;夏季吸收土壤中存贮的冷量向鸟巢供冷,能节省不少电力资源。在“鸟巢”的顶部装有专门的雨水回收系统,被收集起来的雨水最终变成了可以用来绿化、冲厕、消防甚至是冲洗跑道的回收水。诸多先进的绿色环保举措使国家体育场成为了名副其实的大型绿色建筑。
据介绍,“鸟巢”设计之初和深化设计的过程中,一直贯穿着节俭办奥运和可持续发展的理念,在满足奥运使用功能的前提下,充分考虑永久设施和临时设施的平衡。按照要求,“鸟巢”共设10万个座席,其中8万个是永久性的,另外两万个是奥运会期间临时增加的。
在此基础上,设计中将“鸟巢”的功能与周围地区日后定位乃至整个城市的中长远发展规划结合起来考虑。根据确定的规划方案,“鸟巢”所在的奥林匹克公园中心区赛后会成为一个集体育竞赛、会议展览、文化娱乐、商务和休闲购物于一体的市民公共活动中心。作为北京奥运会主体育场,“鸟巢”将成为北京的标志性建筑之一,在相当长时期内,会成为参观旅游的热点地区。同时,“鸟巢”在设计建设中,还在场地和空间的多功能上下了很大功夫,以提高场馆利用效率,除能够承担开幕、闭幕和体育比赛外,还能满足健身、商务、展览、演出等多种需求,为成功实施“后奥运开发”奠定坚实基础。
作为北京奥运会主体育场的国家体育场采用了太阳能光伏发电系统。绿色奥运、科技奥运、人文奥运是北京奥运的三大主题,此次太阳能光伏发电系统落户“鸟巢”,将清洁、环保的太阳能发电与国家体育场容为一体,不仅是对北京奥运会三大主题的极好体现,同时对于提倡使用绿色能源、有效控制和减轻北京及周边地区大气污染,倡导绿色环保的生活方式将起到积极的推动作用和良好的示范效应。 太阳能光伏发电系统技术目前处于世界先进水平,该太阳能发电系统是由无锡尚德太阳能电力有限公司自主研发并向国家体育场独家提供,安装在国家体育场的12个主通道上,总投资1000万元人民币,总容量130千瓦,对国家体育场电力供应将起到良好的补充。
科技设计
国家体育场设计大纲要求:“国家体育场的设计应充分考虑以信息技术为代表的,包括新材料和环保等技术的高新技术。在建筑、结构、建材、环保、节能、智能化、通信、信息和景观环境等方面,通过采用可靠、成熟、先进的高新技术成果,将国家体育场建设成为一个具有以人为本的信息服务、方便可靠的通信手段、先进舒适的比赛环境和坚实可靠的安全保障的特点的新型场馆。在设计中体现奥运场馆的时代性和科技先进性,使其成为展示中国高新技术成果和创新实力的一个窗口。”
国家体育场在设计和施工阶段在科技攻关和成熟技术应用上应用一批针对建筑结构、节能环保、智能建筑的科技成果,并针对结构特点带来的设计和施工难点实施科研课题的攻关。
1、以国家体育场建设对科技的需求为出发点,提高体育场建设科技创新能力,积累高科技应用于体育场的经验,使科技创新成为“三大理念”的动力和保障。
2、在设计和施工过程中,针对国家体育场建设过程中的若干瓶颈和焦点问题,重点安排一批科研攻关项目和课题,解决设计和建设中的难题。在各专业设计上重点应用较成熟并具有科技含量的技术,使体育场体现一流的建设和运营的科技水平。
人文设计
国家体育场设计大纲要求“国家体育场的设计应有利于普及奥林匹克精神、弘扬中华民族的优秀传统文化,并应充分考虑各类人员(包括残疾人和有行动障碍人员)的需求,建立适宜的人文环境。” 在体现人文关怀方面,设计对建筑功能、运营使用上做了细部设计以体现人文关怀。
鸟巢设计中充分体现了人文关怀,碗状座席环抱着赛场的收拢结构,上下层之间错落有致,无论观众坐在哪个位置,和赛场中心点之间的视线距离都在140米左右。“鸟巢”的观众席里,还为残障人士设置了200多个轮椅座席。这些轮椅座席比普通座席稍高,保证残障人士和普通观众有一样的视野。赛时,场内还将提供供助听器并设置无线广播系统,为有听力和视力障碍的人提供个性化的服务。 “鸟巢”的下层膜采用的吸声膜材料、钢结构构件上设置的吸声材料,以及场内使用的电声扩音系统,这三层“特殊装置”使“巢”内的语音清晰度指标指数达到0.6——这个数字保证了坐在任何位置的观众都能清晰地收听到广播。
“鸟巢”的相关设计师们还运用流体力学设计,模拟出91000个人同时观赛的自然通风状况,让所有观众都能享有同样的自然光和自然通风。
许多其他建筑界专家都认为,“鸟巢”将不仅为2008年奥运会树立一座独特的历史性的标志性建筑,而且在世界建筑发展史上也将具有开创性意义,将为21世纪的中国和世界建筑发展提供历史见证。
北京理工大学体育馆的设计特点
北京2008年奥运会排球预赛时间8月9日至24日,残奥会比赛日为2008年9月7日至14日。北京理工大学体育馆作为北京奥运会排球比赛预赛场馆和残奥会盲人比赛场馆,上述两个时间段可能会有暴雨降临,而暴雨则会对体育馆的金属屋面产生很大的撞击声,影响比赛环境。
故北京理工大学体育馆的屋面系统通过创新的三道保温层的屋面构造层次,实现了对屋面暴雨撞击声的有效消减,创造了绿色的声音环境,确保了场馆对音响环境的使用需求。 从北京理工大学原体育馆(体育文化综合馆)正式开工建设,到交付使用,实现了北理工体育教学、大型集会、健身和娱乐的建设目标。该馆的目标是发展成为兼有体育比赛功能和学生文化活动功能的综合性场馆。
在学生文化活动中心和主馆之间设置了下沉式采光庭院及室内中庭空间,将自然光线引入地下室,实现地下室的自然采光和通风。比赛大厅侧面设有外窗,屋顶结合拱形桁架也开设了天窗。打开遮光帘,赛后日常教学使用时,室内不用开灯,大量节约能源消耗。 北京理工大学体育馆采用换位思考、模拟来宾的方法进行设计,充分为使用者着想。四面分布的各种出入口、丰富的屋顶大平台空间、立体化的交通组织、使体育馆从流量最大的观众路线到人流量较少的贵宾路线均直接便捷、互不干扰,符合人文奥运精神。
此外,7个无障碍厕所保证残疾人顺利如厕;运动员活动区设有盲道,盲人运动员走动自如;两片残疾人观众席区,容纳20个残疾人座位;“会说话”的残疾人电梯;四通八达的场馆内轮椅坡道; 90度墙角处全部软包处理以及在任何坡道和台阶一侧均设置了残疾人扶手或栏杆。这不仅方便了残疾人运动员,也极大地方便了残疾人观众。
淄博体育馆的设计理念是什么?
淄博市体育馆位于张店区太平路中段,占地198亩,总建筑面积9800平方米,是由多功能体育馆、网球馆及营业楼组成,集健身、娱乐、休闲为一体的综合公益设施。备有777平方米的比赛主场地、315平方米的武术体操训房、300平方米的乒乓球训练房和600平方米的健身房,还有运动员休息室、内外宾接待室和化装室,可容纳3000名观众,总投资366万元。既能进行篮球、排球、羽毛球、乒乓球、体操、武术、举重、击剑等室内项目的训练和比赛,又能供文艺演出、电影放映、杂技表演和集会用。附设网球馆于1999年底竣工,为全省地市级首家,可接待正规网球大赛,四片高标准塑胶场地在全省也属一流。2002年,投资300余万元对体育馆的设施设备进行了维修改造,安装了中央空调,体育馆的功能更加完备,面貌焕然一新。淄博市体育馆自建馆以来,以为竞技体育、群众体育和全民健身服务为宗旨,积极承办或举办体育比赛、文艺演出,多方面组织健身活动,发挥了场馆的功能与作用。除常年为市篮球、网球、拳击等项目提供训练场地设施及服务外,每年均举办或承办大型文艺演出、各级各类体育比赛和会展等大中型活动30余场次。除举办过全国行的篮球、乒乓球、武术、健美、举重、拳击和象棋等比赛外,先后承办了中古女排邀请赛、“星光杯”全国电视文艺颁奖晚会、淄博中国国际儿童...
你认为 鸟巢 体育场设计的精妙之处体现在什么地方
“鸟巢”是2008年北京奥运会主体育场,是世界上跨度最大的钢结构建筑。由2001年普利茨克奖获得者赫尔佐格、德梅隆与中国建筑师李兴刚等合作完成的巨型体育场设计,形态如同孕育生命的“鸟巢”。设计者们对这个国家体育场没有做任何多余的处理,只是坦率地把结构暴露在外,因而自然形成了建筑的外观。
“鸟巢”在设计之初,采取全球征集方案,专家进行评审,公开征求社会意见的方式,以避免结构性的设计缺陷。设计方案最终由瑞士建筑师赫尔佐格和德梅隆完成。
鸟巢:
1、构件体型大,单体重量重
作为屋盖结构的主要承重构件,桁架柱最大断面达25m×20m,高度达67m,单榀最重达500吨。而主桁架高度12m,双榀贯通最大跨度145.577+112.788m,不贯通桁架最大跨度102.391m,桁架柱与主桁架体型大、单体重量重。
2、节点复杂
由于本工程中的构件均为箱型断面杆件,所以,无论是主结构之间,还是主次结构之间,都存在多根杆件空间汇交现象。加之次结构复杂多变、规律性少,造成主结构的节点构造相当复杂,节点类型多样,制作、安装精度要求高。
3、工期紧
本工程量大,但安装工期相当短,工程于2003年12月24日开工,预计于2007年底前完工,2008年3月底竣工。工期紧,与土建施工交叉作业,平面场地紧张.
4、焊接量大
本工程工地连接为焊接吊装分段多,现场焊缝长度长,加之厚板焊接、高强钢焊接、铸钢件焊接等居多,造成现场焊接工作量相当大,难度高,高空焊接仰焊多。
5、冬雨季施工
本工程主结构吊装时间需跨越冬季和春节,所以存在冬雨季施工,施工难度较大。
工程建设过程中的难点:
1、工程组织难度大
主结构吊装时,土建施工还未结束,现场组装正在大面积开展,故存在多方施工交叉作业现象。加之,现场场地狭小,施工场地布置、构件运输及大型吊机行走路线等受到很大限制。同时,本工程结构复杂,各吊装分段之间相互关联,必须按一定顺序进行组装、吊装,否则将出现窝工现象。各施工方需合理协调、统筹管理,工程组织难度大。
2、构件翻身、吊装难度大
为降低组装难度,本工程中的桁架柱将采用卧拼法,主桁架将采用平拼法(内圈主桁架立拼除外),故拼装结束后、吊装前必须进行翻身工作。由于构件体型较大,重量重,翻身时吊点的设置和吊耳的选择难度较大,特别是桁架柱的翻身,吊耳在翻身和吊装时的受力有所变化,需考虑三向受力。同时,翻身过程中的稳定性比较难控制。由于桁架柱和主桁架的分段口均为箱型断面,分段吊装时存在多个管口对接的问题,对于箱型断面,要保证多个管口的对口精度,难度巨大。起吊时,必须调整好分段构件的角度和方位,而对于体型大、重量重的构件,角度调节相当困难,吊装难度大。
3、高空构件的稳定难度大
由于本工程采用散装法(即分段吊装法),分段吊装时,高空构件的风载较大,在分段未连成整体或结构未形成整体之前,稳定性较差,特别是桁架柱的上段和分段主桁架的稳定性较差,必须采用合理的吊装顺序(尽量首尾相接、分块吊装)和侧向稳定措施(如拉锚、缆风绳等)。
4、焊接难度大
本工程中既有薄板焊接,又有厚板焊接,既有平焊、立焊,又有仰焊,既有高强钢的焊接,又有铸钢件的焊接,焊接工作量大。薄板焊接变形大,厚板焊接熔敷量大,温度控制和劳动强度要求高。而高空焊接、冬雨季焊接的防风雨防低温措施更使得焊接难度增大。
5、安装精度控制难
由于施工过程中结构本身因自重和温度变化均会产生变形,而且支撑胎架在荷载作用下也会产生变形,加之,结构形体复杂,均为箱型断面构件,位置和方向性均极强,安装精度受现场环境、温度变化等多方面的影响,安装精度极难控制,施工难度大。施工时必须采取必要的措施,提前考虑好如何对安装误差进行调整和消除,如何进行测量和监控,使变形在受控状态下完成,以保证整体造型和施工质量。
6、质量要求高,施工难度大
本工程无论是外观质量,如外形尺寸、焊缝外观,还是内在质量,如焊缝质量等级、焊接残余应力消除等,都要求相当高,而现场施工条件差。同时,对于大跨度空间结构,温度变形和温度应力较大,为此,设计确定了分块合拢和合拢温度,操作难度大。
水立方:
大跨空间结构(水立方)荷载的特点
大跨空间结构有其自身的特点:
1、屋面抗风设计值得重视。在水立方中,屋面负风和温度、竖向荷载是一组控制组合。大跨屋盖具有自重较轻、跨度大等特点,风荷载是主要设计荷载之一。由于这类结构空间性强、固有频率比较密集,在对它们进行随机风振响应计算时,不但要考虑多振型的贡献,而且应该考虑不同振型响应之间的互相关影响。目前国内规范规定的方法过于简单,误差很大,因此需进行专门研究,必要时需风洞实验加以验证。
2、竖向作用是结构的主要荷载来源。结构自重呈线性增长,而楼屋面的宽扁形结构使得竖向刚度呈非线性衰减,因此不能简单地将小跨度结构按相似性理论做几何比例的放大应用于大跨结构。
3、温度等间接作用效应明显。支座位移、温度变化和地面运动等间接作用对大跨结构有一定的影响。例如温度作用随结构尺度的加长而产生的累积将十分显著。在许多项目中,温度作用都已经考虑的比较详细,水立方和鸟巢都考虑了安装时的主体合拢温度,cctv主楼的大悬挑部位也考虑了这一点。根据各地的差异,这个温度点稍有不同。
4、动力作用、非线性都对整个结构有比较大的影响。由于跨度较大,使得结构竖向自振频率较低,因而对竖向振动十分敏感。因此对脉动风压、竖向地震、人致振动都须仔细考虑;以轴力为主的大跨结构对变形影响非常敏感,以往分析表明在考虑结构初始缺陷后结构整体稳定系数将成倍地下降,而且不同的结构缺陷会导致结构反应产生不同的分支,因此在大跨结构中应对结构的几何非线性予以足够的重视。
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