[分享]美国塔科马穹顶体育馆

发表于2016-06-22     2118人浏览     2人跟帖     总热度:141  

1. 工程简介

    1980年,美国塔科马市为了刺激经济,决定建造一个多功能赛场和一个会议中心。最终塔科马穹顶公司的木结构穹顶方案(图1)从众方案中脱颖而出,由McGranahan和Messenger设计,造价为3.02亿美元。相比之下,充气穹顶和混凝土穹顶的造价分别为3.55亿美元和4.38亿美元。整个工程从立项到竣工使用,历时37个月。

    塔科马穹顶直径为162m,与之相连的是一个13900m2展厅。穹顶顶部高度达 45.7m。穹顶内的座位数量可以调节,以考虑举行不同类型的活动。例如,在举办如美式足球或者橄榄球之类的大型活动时,体育馆可以容纳20000名观众;而在进行如篮球和网球之类的小型比赛时,体育馆可以容纳26000名观众。管理者办公室、休息室等设置在固定的观众席下。

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图1 塔科马穹顶外观

2. 结构构造

    穹顶屋面的主要受力构件为414根截面尺寸为200mm×762mm的胶合木梁。每根胶合木梁均根据穹顶表面的曲线被弯成曲线形,进而通过金属连接件将其连接,形成球形的单层网壳结构(图2)。屋面檩条与曲线形胶合木肋梁搭接,屋面板采用2mm×6mm凹槽拼合的冷杉板覆面。屋面的做法是在38mm厚的橡胶泡沫保温板上覆盖一层喷涂液形成的弹性膜。曲线形胶合木肋梁通过Varax节点连接(图3),Varax连接件能将构件的轴力、剪力和弯矩从肋梁的端部传递到与之相连的其他肋梁,从而形成了穹顶结构明确的传力路线,能够承受足够的荷载。例如,塔科马穹顶结构内容纳了两个栈桥,上面安装着扬声器和场地照明灯具,两个永久性的计分牌以及附加的冷却和通风设备,总重量达到了160t之多。穹顶的荷载由一个现浇的后张预应力混凝土圈梁传递到36根直径为660mm的钢筋柱上。

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2 塔科马穹顶内部

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图3 Varax节点

3.穹顶特点

    比起传统的穹顶建筑材料来,木构穹顶有许多优点。除了满足承载能力外,木构穹顶还能提供优秀的抗震性能、声学效果、热学绝缘性能和防火能力。

    在地震多发地带,木结构特别有利于建造大跨度空间结构。比起钢结构或者混凝土结构来,木结构具有较大的强重比,因此在地震发生的时候产生的水平地震力相对较小。例如,2001年,在距离体育馆不到25km的地方发生了里氏6.8级地震,而体育馆却未发生任何损坏。

    屋面板的内表面声学覆有声学绝缘板。这些声学绝缘措施加上穹顶的形状,为比赛场提供了剧院般的音响效果。屋面板下的隔音板上喷涂有7 6 mm聚亚安酯泡沫,这些构造措施为场馆提供了一个R26级的隔音效果,而且因其良好的隔热性能将场内温控费用减到最小。

    穹顶较大截面的胶合木构件具有很高的火灾安全性。屋顶系统按照与通用建筑标准中的重型木结构相同的要求设计。当暴露在火焰中时,木材表面将形成能够形成碳化层。碳化层延缓了构件内部木材的氧化过程,可以有效地阻燃。同时,碳化层也能够保护构件内部的温度在很低的水平,因此碳化层内部截面的刚度和承载能力不会受到影响。由于木构件在升温过程中不会延展,因而承重构件的位置将不会改变,而钢结构则不然。事实上,利用重型木结构来实现建筑防火安全已经有很长的历史。

4. 穹顶施工

    穹顶在拼装的过程中不需要设置脚手架。第一批首先拼装36根构件,每根构件使用一根木柱作为支撑,与现浇的钢筋混凝土环形圈梁构成了自平衡体系。然后在进行剩余构件、檩条和屋面板的安装。最后完成屋面的保温和防水层的铺设施工。


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 发表于2017-05-10   |  只看该作者      

2

好老的建筑了

 发表于2017-06-07   |  只看该作者       筑龙币+10

3

屋顶的结构很棒,但是图纸太不清楚了

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