1、建筑结构选型
——圆顶结构工程实例
圆顶薄壳是正高斯曲率旋转曲面壳, 由壳面与支座环组成, 壳面厚度做得很薄, 通常为曲率半径1／600, 跨度能够很大。支座环对圆顶壳起箍作用, 并经过它将整个薄壳搁置在支承构件上。依据建筑设计要求, 圆顶形式可采取球面壳、 椭球面壳及旋转抛物面壳等。
圆顶结构是极古老而近代仍在大量应用一个结构型式。它适适用于平面为圆形建筑, 圆顶结构穹拱式造型及四面传力特点, 使它既满足了杂技院、 剧院、 展览馆、 天文馆等建筑功效上要求, 又含有很好空间工作性能。
实例分析: 罗马小体育馆
罗马奥林匹克小体育馆为钢筋混凝土网状扁球结构。球壳直径为59.13米,
2、葵花瓣似网肋, 把力传到斜柱顶, 斜柱倾角与壳底边缘径向切线方向一致, 把推力传入基础, 结构轻巧且受力合理。
设计者为意大利建筑师A.维泰洛齐和工程师P.L.奈尔维。这座朴素而优美体育馆是奈尔维结构设计代表作之一, 在现代建筑史上占相关键地位。
小体育宫平面为圆形, 直径60米, 屋顶是一球形穹顶, 在结构上与看台脱开。穹顶上部开一小圆洞, 底下悬挂天桥, 部署照明灯具, 洞上再覆盖一小圆盖。就视觉而言, 略嫌低小。穹顶宛如一张反扣荷叶, 由沿圆周均匀分布36个“丫”形斜撑承托, 把荷载传到埋在地下一圈地梁上。斜撑中部有一圈白色钢筋混凝土“腰带”, 是隶属用房屋顶, 兼作联络梁。球顶下缘
3、由各支点间均分, 向上拱起, 避免了不利弯距。从建筑效果上看, 即使轮廓丰富,又可预防因视错觉产生下陷感。小体育宫外形百分比匀称, 小圆盖、 球顶、 丫形支撑、 “腰带”等各部分划分得宜。小圆盖下玻璃窗与球顶下带形窗遥相呼应, 又与屋顶、 隶属用房形成虚实对比。“腰带”在深深背景上出现出来, 既丰富了层次, 又产生尺度感。丫形斜撑完全暴露在外, 混凝土表面不加装饰, 显得强劲有力, 表现出体育所特有技巧和力量, 使建筑取得强烈个性。
小体育宫优美球顶天花著称于世。它是一个建筑设计、 结构设计和施工技术巧妙结合优异艺术品。球顶由1620块用钢丝网水泥预制菱形槽板拼装而成, 板间部署钢筋现浇成“
4、肋”, 上面再浇一层混凝土, 形成整体兼作防水层。预制槽板大小是依据建筑尺度、 结构要求和施工机具起吊能力决定。条条拱肋交错形成精美图案, 如盛开秋菊, 素雅高洁。球顶边缘支点很小, 丫形斜撑上部又逐步收细, 颜色浅淡, 再加上对应各支点间悬挂在球顶上深色吊灯对比作用, 使球顶仿佛悬浮在空中。如此独特意境令人赞叹, 难怪奈尔维被称作“钢筋混凝土诗人”。 小体育宫整个大厅尺度处理也很好。穹顶中心尺度最小, 越往边缘, 尺度逐步加大, 与支架相接处构件尺度最大。最外边三个一组构件, 顺着拱肋走向, 把力集中到支点上。而它们轮廓与丫形斜撑上部形成菱形, 又与预制槽板菱形相同, 不过它们是通透, 不显
5、沉重。这种相同形状有韵律反复和虚实对比手法, 使整个穹顶分外轻盈友好。
实例分析: 北京天文馆
北京天文馆是新中国成立以后建成第一座天文馆, 她顶盖即是直径为25米半球形圆顶结构, 壳体厚度只有60毫米, 混凝土利用喷射法施工, 没平方米结构自重只有200千克左右。
北京天文馆, 位于北京西直门外大街, 为国家级自然科学类专题科学博物馆。关键经过人造星空模拟演出, 举行天文知识展览, 编辑出版和发行天文科普书刊, 组织进行大众天文观察等形式向公众宣传普及天文学知识。除此之外, 还依据不一样层次青少年学生常常性地组织举行天文讲座、 天文培训、 天文奥赛、 知识竞赛和天文科技夏（冬）令营等多种科普活动, 引导和培养学生们对自然科学爱好和爱好。北京天文馆已经成为中国向公众, 尤其是青少年公众开展天文科普宣传、 教育关键阵地。1995年以来, 天文馆前后被定名为国家和市、 区级科普教育基地、 科学与和平教育基地、 青少年爱国主义教育基地等, 并数次被评为国家和市级“科普优异集体”荣誉称号。
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