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锦城广场P+R停车场项目 - 木结构屋盖

JINCHENG PLAZA P+R PROJECT - Glulam Roof Structure

· 交通建筑,胶合木,ETFE空气枕

业主:成都交通投资集团有限公司

设计:AREP - 中国中铁二院 - 四川省建筑设计研究院 - MAP3

本项目位于绕城高速以北、锦悦东路以南、天府大道以东、绕城高速天府收费站以西,为地铁9号线、11号线、18号线换乘综合枢纽,并以地下通道与地铁1号线相连。屋盖结构分为覆土区和ETFE采光区,覆土区采用混凝土框架结构(9x9m标准柱网)。

ETFE采光区结构与之脱开,采用胶合木结构。在-2m标高设置弧线木拱支座,与两侧混凝土楼板相连,提供水平支撑。ETFE屋盖从北向南依次增大,主拱跨度为78.3~14.0m,87.0~16.8m,95.7~19.7m,屋面高度(从-2.0m拱脚算起),为17m,20m,23m。每两榀主拱交叉,与屋面横梁、斜撑等构件形成空间结构,主拱间距9m。

为了与周围覆土区屋盖曲面接合,ETFE采光区的造型是比较扁平的曲面,设计最初设想利用隆起的造型形成壳体是很难实现的。因此将ETFE支撑结构形成的曲面与主受力杆件脱开,在空间内按照较合理的抛物线线形,重新组织结构,形成屋面横纵粱和空间内交叉拱的布置。

根据虑建筑平面条件,主拱按照9m柱跨均匀的布置。两拱交叉并增加拱间的联系杆件,可以保证拱面外有较好的稳定性。粱的布置则主要考虑空气枕跨度和与主拱对位关系两个因素,在增加了竖向、斜向杆件后可与交叉拱形成空间体系。

ETFE屋面是一个较“实”的曲面,而交叉拱在其下围合形成另一层通透的“虚”面,虚实接合增加了空间的趣味性;以“虚”面结构为主受力构件,“实”面结构为次要构件,又能形成分明的主次秩序。所以在设计支撑杆件的时候,我们设定粱节点与拱垂向对位,尽量减少支撑杆件对两个空间曲面的视觉干涉。

由此引出对于是否布置斜杆的思考:增加斜杆形成桁架拱一定会有助于提高结构刚度,减小耗材总量。但另一方面,斜向杆件在三维视角里显得杂乱无章;一旦形成桁架,屋面梁参与受力就必然会使其截面增大,又破坏了结构的秩序感。而我们希望胶合木拱为主受力构件,适当增加拱截面,对木结构防火也是有利的。在计算允许的条件下,只在跨度大的位置,布置斜向钢构件改善主拱面内稳定性。

粱拱的对位关系,在增加竖杆、斜杆后可形成空间体系。对于跨度较大的位置,可以较好的保证拱面内、面外的稳定性。

拱交叉节点、拱脚与斜撑交汇点,几何关系复杂是两个设计难点。

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