2010上海世博会运用钢结构的建筑
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10个国内钢结构建筑国内钢结构建筑钢结构建筑是现代建筑领域中一种重要的建筑形式。
随着技术的不断发展和工艺的改进,国内的钢结构建筑在数量和质量上都取得了显著的进展。
本文将介绍国内十个具有代表性的钢结构建筑,展示它们在建筑设计中的创新和成就。
1. 上海中心大厦上海中心大厦是一座标志性的超级高层建筑,位于上海中央商务区。
这座摩天大楼采用了先进的材料和技术,其中包括钢结构框架。
它的建筑特点是超薄且高度灵活的结构,为城市天际线增添了独特的美感。
2. 广州塔广州塔是世界上最高的电视塔之一,也是具有创新设计的钢结构建筑之一。
它的设计灵感来自于莲花,外观优美且结构稳定。
该建筑由多个钢制材料组成,支撑着整个建筑,并提供了各种功能,包括观光、餐饮和会议。
3. 鸟巢鸟巢是2008年北京奥运会的主要场馆之一。
它的钢结构设计充分体现了创新和可持续性。
鸟巢的外观采用了大量的钢制材料,创造出一种极富动感的雄伟效果。
这座建筑还在能源利用和环境保护方面做出了巨大的贡献。
4. 平遥国际摄影博物馆平遥国际摄影博物馆是位于山西的一座具有创意设计的建筑。
它运用了大量的钢结构材料,将摄影艺术与建筑完美结合。
建筑外观独特,富有现代感,而内部则提供了一个理想的展示空间,以展示摄影作品。
5. 南京奥体中心南京奥体中心是为2014年青奥会而建造的大型综合性体育场。
它以其独特的外观和创新的设计而闻名。
整个建筑采用了复杂的钢结构系统,可容纳大量观众,在体育赛事中发挥着重要作用。
6. 中华世纪坛中华世纪坛是北京一座富有象征意义的建筑,也是一座巨大的纪念碑。
它的设计结构复杂,使用了大量的钢结构材料。
这座建筑的外观独一无二,为游客提供了一个独特的景点。
7. 成都天府新区体育中心成都天府新区体育中心是一座集体育比赛、文化娱乐和商业活动为一体的综合性建筑群。
整个建筑群采用了创新的钢结构设计,具有高效和环保的特点。
它不仅满足了市民的体育需求,也为城市增添了现代的氛围。
中国著名建筑金属与木头结合的案例以中国著名建筑金属与木头结合的案例为题,列举如下:1. 北京国家体育场(鸟巢)北京国家体育场,俗称鸟巢,是2008年北京奥运会的主体育场。
它由瑞士建筑师雅克·赫尔茨奇格和中国建筑师李兴钢共同设计,采用金属与木头结合的建筑风格。
鸟巢的外部结构是由钢材构成的,而内部的座椅和观众席则采用了木质材料,使得整个建筑既坚固又具有温暖的感觉。
2. 上海世博会中国馆上海世博会中国馆是2010年上海世博会的标志性建筑之一。
该建筑由中国建筑师陈钢设计,采用了金属与木头结合的设计理念。
中国馆的外部覆盖着金属板,形成了独特的“蓝天白云”的外观效果,而内部的展馆则运用了大量的木质装饰,营造出传统中国建筑的氛围。
3. 广州塔广州塔,又称“小蛮腰”,是广州市的地标性建筑之一。
该建筑采用了金属与木头结合的设计手法。
塔的外观由钢材和玻璃构成,而内部的观景台和餐厅则使用了大量的木材装饰,使得整个建筑既具有现代感又融入了自然元素。
4. 成都东站成都东站是成都市的一个重要交通枢纽,也是一座以金属与木头结合的建筑。
车站的外部覆盖着金属板,而内部的候车大厅和各个功能区则采用了木质装饰,营造出温馨舒适的氛围。
5. 上海外滩金茂大厦上海外滩金茂大厦是上海的地标性建筑之一,也是一座金属与木头结合的建筑。
大厦的外立面采用了金属材质,而内部的办公区域和商业空间则运用了大量的木质装饰,使得整个建筑既现代又具有温馨感。
6. 重庆大剧院重庆大剧院是重庆市的一座现代化建筑,也是金属与木头结合的经典案例之一。
大剧院的外部覆盖着金属板,而内部的剧院和演出厅则采用了木质装饰,使得整个建筑既具有现代感又融入了自然元素。
7. 上海中心大厦上海中心大厦是上海的一座超高层建筑,也是一座金属与木头结合的建筑。
大厦的外立面采用了金属材质,而内部的办公区域则运用了大量的木质装饰,营造出舒适宜人的工作环境。
8. 广州南站广州南站是广州市的一个重要交通枢纽,也是一座金属与木头结合的建筑。
2010年上海世博会丹麦馆2010/4/29/9:48来源:新浪世博丹麦馆场馆主题:梦幻城市国家馆日:6月29日占地面积:3000平米展馆位置:C片区概况展馆由两个环形轨道构成,形成室内和室外部分,从上俯瞰形似一个螺旋体,超越了传统的展览形式,带来不断穿梭于室内与室外的感受。
展馆就像一本打开的童话书,分“我们如何生活”、“我们如何娱乐”、“我们如何设想未来”三章,介绍丹麦人日常生、性格爱好以及对未来的展望。
丹麦的象征、著名雕塑——“小美人鱼”第一次走出国门,放置于丹麦馆中央,让参观者感觉置身于安徒生的童王国。
建筑外观整座建筑是一个巨大的管状钢结构,就像一艘钢铁巨轮的船身。
展馆的外立面是该建筑中最为经济、节能的部分。
外立面上的孔洞可以让阳光照进室内,还有助于自然通风,每个孔洞都安装有LED光源,既可以调节场馆内的光线,也可以在夜间照亮外立面。
因此,丹麦馆的外立面犹如一幅光与影的抽象图案,映射出场馆内川流不息的人流、自行车以及钢墙内的压力流动。
展示内容丹麦馆如同一本生动的童话书,带领参观者亲身体验丹麦的城市生活。
童话书分为三个章节:丹麦著名电影导演Martin deThurah制作了第一章“我们如何生活”,讲述了丹麦人如何在城市生活以及他们的日常生活结构,包括如何创建拥有高质量生活的城市;第二章“我们如何娱乐”则是与摄影师PeterFunch联手制作的,介绍了丹麦人以及他们关于生活价值的个人故事;最后一章“我们如何设想未来”则展望了丹麦-中国的共同未来,以及双方在技术和知识领域的合作将如何改善城市生活。
亮点与“小美人鱼”一起戏水哥本哈根久负盛名的小美人鱼铜像此次将首次走出国门。
她将被安放在丹麦馆内的一个水池中央,水池中放置1000立方米海水,水池的一旁设计了水净化系统,在世博会召开的半年时间里,丹麦馆水池的水将不再更换,完全靠净化系统保持清洁。
为了使参观者有一种亲临哥本哈根的感觉,丹麦馆的水池允许参观者戏水,让参观者体验海水轻抚脚趾的感觉。
第一章、综合说明一、工程概况世博中心为中国2010年世博会三大永久场馆之一,位于世博会规划园区浦东B片区,浦明路以北,世博轴以西,北临规划中的防汛墙。
该工程总建筑面积约14.2万m2。
建筑群落由2个单体组成:西侧为会展区(X区),南北长约90米,东西长约162米,地下1层,地上7层,屋面高度约39米,东侧为会议区(Y区),南北长约90米,东西长约180米,地下1层,地上7层,屋面高度约40米;东区局部地下室为6级人防。
二、工程范围本工程由东、西两个区域组成,施工内容包括:地上及地下部分的钢结构柱、钢结构梁、钢支撑、钢桁架、钢楼梯、UBB构件、楼面压型钢板以及土建结构相连的预埋件等的钢结构构件的制作、吊装、除锈、防腐、防火等的制作吊装深化及安装、复测,按照钢结构验收规范规定的焊接工艺评定、钢板材料复验和必要的试验,以及按照设计要求对上述构件必要的超声波探伤、射线探伤等。
三、工程建设目标及承诺1、质量目标及承诺本工程按照国家施工质量验收标准一次验收合格,并确保工程获得上海市钢结构工程的“金钢奖”,节能环保目标为美国USGBC LEED金奖标准。
若达不到LEED认证罚款1500万元;若未能获得“白玉兰”奖罚款1500万;若未能获得“鲁班奖”,则扣除合同总价的1.0%;若工程未获得上海市钢结构工程“金钢奖”,则扣除合同总价的1.0%。
2、进度目标及承诺本工程工期节点工程目标如下:(1)图纸深化设计完成(含设计院确认和其他相关单位的会签时间):基础埋件、地下室劲性柱2007年10月24日;上部结构为2007年12月30日。
(2)现场安装工期:基础埋件安装: 2007年11月15日——2008年1月25日;地下室劲性柱安装: 2007年11月30日——2007年2月28日;上部主体钢结构安装: 2008年3月15日——2008年10月15日;压型钢板铺设: 2008年5月10日——2008年11月15日;竣工日期(含验收时间):2008年11月30日。
浅谈世博会主题馆中的钢结构设计摘要:上海世博会主体馆作为2010年上海世博会的永久保留建筑,其设计包含了三大中国之最:跨度最大、单体太阳能屋面最大、绿化墙面最大。
本文重点介绍了世博会主题馆中西侧展厅的钢结构设计,结合实际情况,分析钢结构方案的选择。
关键词:主题馆;西展厅;钢结构1、世博会主题馆整体结构概述世博会主题馆是2010年上海世博会的“一轴四馆”中核心建筑群的一部分。
其中,主题馆的东西向长度为288m,南北向宽度为216m,约有8.0万㎡的地上建筑面积、4.8万㎡的地下建筑面积。
主题馆的建筑造型遵循“城市屋面肌理”和“里弄”基本思路,以“折纸”的特殊形式,分别形成了从二维平面到三维立体空间的转换。
世博会主题馆的整体面积呈矩形,根据建筑功能的不同,将其分为西侧展厅、中厅和东侧展厅,西侧展厅作为室内无柱大空间,是目前我国跨度最大的展厅之一;中厅在东侧和西侧展厅之间,其东西方向的跨度约36m、南北两侧的挑檐悬挑长度是18.9M;东侧展厅的东西向跨度是90m,在跨中部位沿着南北方向布置了一排柱子,分别将东侧展厅分割成2个空间,室内为2层结构,在局部位置设置了夹层,发挥辅助用房的作用。
另外,在主题馆的设计中,包含了三大中国之最:一是建筑的跨度最大,其中西侧的2号展厅和3号展厅是108m×126m的矩形无柱大跨度空间;二是单体太阳能屋面最大,太阳能板的面积约为3万㎡;三是绿体墙面最大,其中东西两侧立面的生态绿化墙面积达到6000㎡。
2、西侧展厅钢结构设计分析针对西侧展厅大跨度的特殊性,在设计初期,共提出了三种结构方案,即:单向张弦桁架方案;双向张弦桁架方案;巨形框架方案。
以下将对具体方案内容进行分析:方案一:单向张弦桁架方案在方案一种,沿着屋盖的东西方向布置了9榀跨度为126m的张弦桁架。
张弦桁架的上弦刚性结构是三角形,高与宽均为3m;下弦则设置了2根拉索,以此强化整个结构的钢度承载力;同时也带来了复杂的节点构造及施工张拉困难等缺陷;每根拉索分别由3个索段组成,在折点位置,利用两组高度8.5m的撑杆体系和上部桁架连接成为整体,形成一个高11.5m的张弦桁架。
建筑结构学报 Journal of Building Structures 第31卷第5期2010年5月Vol131No15May2010010文章编号:100026869(2010)0520070209世博会主题馆钢结构设计与分析研究丁洁民1,吴宏磊1,2,何志军1,万月荣1(1.同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司,上海200092;2.同济大学建筑工程系,上海200092)摘要:主题馆作为2010年上海世博会“一轴四馆”核心建筑群的重要组成部分,建筑平面南北向21718m、东西向28810m,其中,西侧展厅为126m×180m无柱大空间。
针对屋盖跨度大、整体结构超长且平面不规则等特点,对屋盖结构体系选型和下部框架支撑体系选型进行了详细比选,最终,屋盖采用了由索撑张弦桁架与立体桁架组成的长度为270m的4跨连续梁结构,下部钢框架采用了钢支撑与粘滞阻尼支撑形成的混合支撑框架体系。
对结构设计中的一些关键问题进行了分析研究,得到以下结论:与局部抽空方案相比,屋盖满堂支撑方案下结构整体性较好;滑动支座与预应力拉索的合理应用,提高了屋盖结构效率,同时释放了屋盖对下部结构水平推力;混合柱间支撑方案既满足结构抗侧刚度的要求,同时有效降低了超长结构温度作用内力;东侧展厅变截面箱梁方案综合兼顾了建筑形式、结构受力以及设备管线穿行的要求。
关键词:大跨度结构;张弦桁架;混合支撑体系;超长结构;平面不规则;极限承载力分析中图分类号:T U39819 T U318 文献标志码:AStructural analysis and design of The me Pavili onof the World Ex po2010D I N G J ie m in1,WU Honglei1,2,HE Zhijun1,WAN Yuer ong1(1.A rchitecture Design&Research I nstitute of Tongji University(Gr oup)Co.L td,Shanghai200092,China;2.Building Engineering Depart m ent,Tongji University,Shanghai200092,China)Abstract:A s an i mportant building of the core area with one axis and four pavilions of the Shanghai2010World Exposition,the Theme Pavili on has a p lan di m ensi on of21718m by288m with its western exhibition hall covering a column2free s pace of126m×180m.A s the roof s pan is very large and the whole structure is super long with irregular p lan,the r oof structural system and the braced frame system are investigated in detail.For the final design,the r oof structural system adop ted a270m long four2span continuous beam which has a126m2s pan truss string structure and three2s pan s patial trusses,and the steel frame adop ted m ixed column brace system composed of steel brace and energy dissi pation brace.The paper discusses several key challenges in the design.The analytical results show that comparing with r oof brace with opening scheme,the full fram ing r oof brace scheme can assure r oof structural stability.The app licati ons of sliding bearings and cables i mp r ove the efficiency of r oof structure and release r oof thrust t o the supporting structure.M ixed column brace scheme not only satisfies structural lateral rigidity requirement,but als o releases the unfavorable force resulting fr om temperature variation.It is als o sho wn that non2unifor m box girder scheme of east exhibition hall can accommodate the comp lex co mbinati on of architectural demand,structural perfor mance and equi pment align ment.Keywords:large2s pan structure;truss string structure;m ixed brace system;super2long structure;irregular p lane; ulti mate bearing analysis作者简介:丁洁民(1957— ),江苏泰兴人,工学博士,教授。
2010年上海世博会西班牙馆关键施工控制技术摘要2010年上海世博会西班牙王国国家馆空间异型多曲率钢结构工程倒L 型桁架及S形桁架采用就近整体拼装、分段吊装与空间散装相结合的安装方法,过程中采用计算机动态吊装模拟,包括桁架现场拼装模拟、吊装现场平面模拟、多曲率钢桁架吊装分段的重心和吊点位置确定及钢桁架吊装全过程工况模拟分析取得了良好的效果。
安装过程中采用全站仪及数字水准仪等快速建立高精度三维工程控制网,保证现场拼装、高空安装尤其是半相贯节点、销轴连接及法兰连接节点的施工定位精度。
关键词空间异型多曲率钢结构;倒L型桁架;S形桁架;半相贯节点;法兰连接;分段吊装与空间散装;动态吊装模拟;高精度三维工程控制网;安装精度1 工程概况2010年上海世博会西班牙馆工程位于上海世博会浦东C片区C09地块,占地面积7600多平方米,为上海世博会面积最大的自建馆之一。
该工程建筑高度20米,地上3层(局部4层)。
建筑包括多功能厅、展厅、餐厅、报告厅、办公区和辅助用房。
西班牙国家展馆方案是将一个空间分割成和以往的四方盒子形不同的篮子形状,建筑外立面酷似手工编织的篮子,钢梁相交形成“篮子”状外墙覆盖柳条。
结构主体采用钢结构,空间框架结构竖向及水平向构件沿建筑立面在不同部位发生扭曲,以与空间扭转曲面相适应,钢结构屋顶均采用空间钢管桁架结构体系(如图1)。
2 现场吊装重点及难点分析西班牙馆为空间异形钢桁架结构,主体钢结构由竖向桁架柱系统和楼面、屋面梁系统组成,竖向桁架柱包括外围桁架柱和内侧桁架柱。
其中桁架弦杆截面分别为Φ200*25、Φ150*10、Φ200*20mm等,腹杆截面为140×5.5mm、152×5.5mm、133×5.0mm、159×10mm。
本工程外系杆(Φ152*14、Φ121*8等)与主桁架全部采用半相贯节点,边梁与桁架柱采用销轴连接,主桁架立柱、梁均为多曲率结构且桁架结构杆件均采用法兰连接,构造复杂,施工难度大,现场施工具有如下特点:1)本工程场地狭小,构件堆放、桁架拼装无场地。
中国2010年上海世博会主题馆钢结构安装技术方案1.工程概况:1.1 世博主题馆建筑轴线长1轴~26轴288米,宽A~W轴180米,建筑高度地下-9.0米,地上柱顶标高+24米,屋面标高+27米。
1.2 世博主题馆1~10轴为无柱展厅屋顶采用144米大跨度屋面钢桁架,单榀重量约160吨,跨度之间不设柱,屋面钢桁架呈三角形,下弦设2根张拉钢丝索索体。
+3.85米、+5.95米1~1/1轴、9~10轴、+11.95米A~W轴、1~1/1轴有部分钢平台和钢扶梯。
1.3 世博主题馆10~26轴是多层展厅,从-9.0米地下大底板面至一层展厅±0.0、至建筑物柱顶部为+24米。
-9.0米~±0.0米以下纵横柱距为9米,±0.0米至屋面桁架纵横柱距为18米,跨中设二根钢柱,跨距为10轴~14轴36米,14轴~20轴54米,20轴~26轴54米,屋顶同样采用144米大跨度屋面钢桁架,单榀重量约160吨。
1.4 主题馆10~26轴钢柱从-9.0米~±0.0米标高均为600断面外包混凝土箱型钢柱,除钢柱外,地下展厅,一层展厅均为张拉混凝土梁、板结构。
+4.45米A~W轴、14~15轴有部分钢平台,+11.95米除C~S轴、15~25轴外均设钢平台。
A~C轴、11~13轴10.13米~11.9米标高设高架平台。
1.5 主要钢结构材料1.5.1 钢框架-支撑结构中梁柱,材质为Q345-B钢,屋面结构中的主要受力构件的材质为345C,其余均为345B。
1.5.2 高强度螺栓采用10.9级高强度螺栓,Q235钢的摩擦系数μ-0.45,Q345钢的摩擦系数μ-0.50。
普通螺栓采用C级螺栓,性能等级为4.8级。
锚栓采用Q235钢。
1.5.3 焊接材料选用E4315、E4316、E5015、E5016等系列型号。
1.5.4 钢索采用破断强度为1670Mpa钢丝束索体,索体弹性模量不小于1.9Mpa。
浅谈世博轴的生态特点摘要:2010年上海世博会园区最大单体工程——世博轴及地下综合体工程荣获“全球生态建筑奖”,该工程采用全新的建筑形态,膜结构和阳光谷钢结构相结合,其造型新颖独特,构思巧妙,并应用了大量的高新材料。
作为上海世博会的标志性建筑之一,本文将从阳光谷、索膜结构等方面分析其整体的建筑生态特点。
关键字:世博轴阳光谷索膜结构生态特点正文:世博轴是世博园区空间景观和人流交通的主轴线,全长约 1000米,宽约 110米,地下地上各两层,为半敞开式建筑,屋顶设计为巨型轻型索膜结构,是世博园区内最大的单体项目。
世博轴是世博会一轴四馆五大永久建筑之一,是一个集商业、餐饮、娱乐、会展等服务于一体的大型商业、交通综合体。
其屋面采用了钢-索-膜的半敞开结构体系,并设有6个标志性强的阳光谷,以满足地下空间的自然采光,阳光谷顶端与膜结构顶棚连接。
从园区主入口起,它将通过空中平台和地下把四大场馆“有机串联”,还与横穿浦东世博园区的高架步道连通,参观者进入浦东园区后可由此通达不同的场馆,更因其大量采用环保节能技术而得到“生态榜样”的美誉。
一、阳光谷的生态特点世博轴共有6个阳光谷,结构体系均为三角形网格组成的单层网壳,结构下部为竖直方向,到上部边缘逐步转化为环向。
阳光谷为漏斗形单层网壳钢结构,上表面覆盖玻璃幕墙,整体通透。
阳光谷营造了舒适的“绿色地下空间”:阳光谷的独特形态帮助阳光和空气自然倾入地下,在巧妙地将阳光引入地下空间的同时,利用热空气拔风效应促成建筑内的自然通风,降低了温度,既利于空气质量的提高,又节省了人工照明带来的能源消耗。
在世博会期间,阳光谷里还将迎来五彩缤纷的植物,通过精心的艺术打造,这里将呈现一个令人流连忘返的“地下花园”。
此外,每个阳光谷形似广口花瓶的环状玻璃幕墙,不仅是为了良好的透视效果,更重要的是用于雨水的收集;雨水顺着这些广口花瓶状的玻璃幕墙,流入地下二层的积水沟,再汇向7000立方米的蓄水池,经过处理后实现水的再利用。
上海世博会中国馆钢结构工程施工技术2010-07-16罗魏凌项海龙许银城(上海市机械施工有限公司200072)【摘要】由上海市机械施工有限公司承建的上海世博会中国馆工程国家馆为从33.22m开始外挑(外挑距离达34.75m),总高度达69.9m的巨型“皇冠”状结构;地区馆为屋顶均由巨型桁架组成的13m 高度的单层钢屋盖结构。
施工过程以施工进度控制为关键,针对国家馆钢结构与核心筒砼结构同步交叉施工,地区馆钢结构安装在已建混凝土平台上,国家馆和地区馆同步垂直层叠施工,M8线地铁从基坑西侧通过等各种复杂的施工工况,研制了一套“国家馆四个核心筒布置四台大型塔吊定点就位安装、地区馆采用四台大型塔吊行走于砼楼板上综合安装钢屋盖”的施工方法,铺开了施工作业面,取得了较好的施工效果,确保了施工工期和施工质量,对今后类似工程的施工具有较好的借鉴作用。
【关键词】大外挑钢结构交叉施工临时支撑1 工程概况2010年上海世博会中国馆位于上海世博会规划区核心区,以“东方之冠”的构思为主题的中国馆是整个世博园区的标志性永久建筑之一,是世博园区内最高的新建场馆建筑。
其西侧为世博轴,东侧、南侧、北侧分别为规划15米宽的云台路、南环路、北环路。
地铁M8号线在园区内穿过,地铁周家渡站与国家馆地下结构相连(见下图)。
中国馆由国家馆、地区馆等组成,总建筑面积105879m2。
国家馆结构体系为钢框架—剪力墙结构体系,以四个混凝土核心筒作为主要的抗侧力及竖向承载体系,核心筒结构标高为69.9m。
每个核心筒截面为18.6m×18.6m,相邻核心筒外边距约70m,内边距约33m;屋顶边长为138米×138米。
每个核心筒的四个角部设置截面为箱形(800×800,壁厚自25mm~50mm不等)的劲性钢柱,劲性钢柱从底板起始(-7.9m)至+60.3m,与屋顶桁架顶标高同高。
从+33.75m标高起,采用20根巨型钢斜撑支撑起整个大悬挑的钢屋盖。
2010上海世博会运用钢结构的建筑近年来,在高层重型钢结构、大跨度空间钢结构、轻钢结构、钢-混凝土组合结构、钢结构住宅的共同发展推动下,我国城市经济快速发展。
这些钢结构的广泛运用展示和证明了它的建筑魅力,以及无限的发展空间。
以钢材制作为主的结构,是主要的建筑结构类型之一。
钢材的特点是强度高、自重轻、刚度大,故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜;材料匀质性和各向同性好,属理想弹性体,最符合一般工程力学的基本假定;材料塑性、韧性好,可有较大变形,能很好地承受动力荷载;建筑工期短;其工业化程度高,可进行机械化程度高的专业化生产;加工精度高、效率高、密闭性好,故可用于建造气罐、油罐和变压器等。
其缺点是耐火性和耐腐性较差。
主要用于重型车间的承重骨架、受动力荷载作用的厂房结构、板壳结构、高耸电视塔和桅杆结构、桥梁和库等大跨结构、高层和超高层建筑等。
钢结构今后应研究高强度钢材,大大提高其屈服点强度;此外要轧制新品种的型钢,例如H型钢(又称宽翼缘型钢)和T形钢以及压型钢板等以适应大跨度结构和超高层建筑的需要。
钢结构又分轻钢和重钢。
判定没有一个统一的标准,很多有经验的设计师或项目经理也常常不能完全说明白。
在世博园这片5.28平方公里的区域内,无论是“东方之冠”中国馆,还是依江而建的一个个造型独特的世界各国场馆,大都以钢结构建筑形式展现在世人面前。
众多富有想象力带有幻想光彩的建筑造型,从不同民族文化传统、风土人情、文学艺术、历史典故、时代风尚、地域气候、科技信息等方面,通过应用现代钢结构建筑技术对建筑空间、外型、表层材料肌理的处理,诠释出形式各样的人文精神和建筑理念,营造出不同的主题展示空间。
上海世博园汇聚了许多富有创意、千姿百态的各国和国际组织的钢结构建筑,成为世人目光的焦点。
在瞬息万变的信息时代,一个世界性博览会所要传递的信息,不仅仅是世博展会本身的科技信息,而且世博
园内的建筑无懈可击是最大、最直观的信息传递符号,是承载世界各地人文精神的大舞台。
因此,历届世博场馆建设最为引人瞩目。
由于钢结构建筑具有结构多样化、排放低碳化、施工精确等独特的优越性,历来是世界各国建造大跨度、大空间、外形奇特建筑的首选。
同样,在上海世博园内,从浦东到浦西,在世博园各国和国际组织的场馆形成钢结构建筑艺术长廊。
各国设计师们以本国文化为背景渗透到设计各个环节,把各设计元素组合成优美的曲线、自然凹凸的建筑表层。
应用当代钢结构建筑技术的表现手法,以富有张力的钢结构建筑体型表现出力与美的统一,实现了现代建筑艺术与结构科学的美妙结合。
使坚硬的钢材通过各式结构形体组合,空间分割、延伸、表层肌理的转换,雕琢出一幢幢完美无缺富有艺术魅力的钢结构建筑。
日本馆是上海世博会42个国外自建馆之一,日本馆整体以蜗牛为形状,其外观宛如一只卧蚕,通体透出淡淡的紫色,外壳上既有突出
的“触角”,又有凹进的“鼻孔”,被命名为“紫蚕岛”。
虽然这个图很有创意,但钢结构的深化设计图很费功夫,技术难度也很大,但经过龙门钢构3个多月的忙碌,最后终于通过了日本方面的考核。
于2009年3月,最终获得了整体制作和安装日本国家馆钢结构工程的任务。
“一轴四馆”作为上海世博的永久性建筑,进入人们的视野。
“一轴四馆”更是当代钢结构建筑科技成果的结晶,以美轮美奂的建筑造型吸引了世人眼球。
中国馆外观以“东方之冠,鼎盛中华,天下粮仓,富庶百姓”为设计理念。
以中华民族独特的内涵让世界人民更加全面深入地了解中国,中国馆呈现出中国建筑最为典型的斗拱结构,将无数中国人对世博会的憧憬和梦想寄托在了独特的建筑语言之中。
以建筑外形最直接的表现力,集中体现了中国建筑的结构精髓,也是承载中国文化的载体。
走在中国馆屋檐下,没有人能忽略它遮盖天空的威严。
钢梁像积木一样横竖交错,垒向半空,越向上钢梁越宽,和塔正好相反。
没有顶点可以聚焦,这对眼睛是一种新鲜的刺激。
但这种复杂的“斗拱”结构,
如何能保证安全呢?同济大学土木工程学院李国强教授及其团队,携20年的研究成果,顺利解决了安全难题。
“中国馆属于大空间钢结构建筑,构件跨度从几十米到几百米,建造难度很大。
”李国强说,“为了保证从施工各阶段到完工,结构绝对稳固,工程师们想方设法”。
首先,他们利用计算机制定工序,保证在施工中,所有的钢梁不失精确的方位和角度。
这一点很难做到,因为拉升一条钢梁往往需要几十个吊点。
在这里,机器胜过人的细心。
顺利搭建后,施工者还需要检测重要构件的变形情况,由此去判断建筑内部的受力情况与当初预想的是否一致。
在哪里测,如何测?同济大学专家们建立的数学模型可以解答。
过去由于害怕火灾,人们给每一根钢梁和钢柱覆盖上防火涂层。
中国馆没有这样做。
专家们利用计算机模拟火灾,计算出位于不同位置的构件所受到的威胁,由此得出适当的涂料用量。
如李国强所说:“如果馆内火焰最高只有五六米,就没必要给位于30米高处的钢结构刷涂料。
”由此大量资源得以节省。
这个鼎形“斗冠”,施工采用巨型钢结构箱梁,构件数量多、吨位重,最重的构件达到135吨。
中国馆建设者们积极开展科技攻关,采用钢柱、箱型钢梁和钢筋桁架模板等施工工艺,“钢梁与斜撑分段拼接,整体吊装到位”施工方案,克服了无支撑化施工困难,只用了100天,就圆满完成了钢结构施工任务,创造了一大奇迹。
中国馆建设者通过科学组织和奋力拼搏,完成了通常情况下一年才能完成的钢结构工程量,安装了21959吨钢结构,组装了9673件构件,耗用了100吨焊条,这些数字无不记载着中国馆建设者们创造的奇迹。
具有“飞碟”之称的世博文化中心更是园区里最具未来感的建筑,柔和的建筑形体融于滨江公园绿地之中。
世博文化中心以不同角度和不同空间呈现出不同形态。
白天如“时空飞梭”、似“艺海贝壳”;夜晚则梦幻迷离,恍如“浮游都市”,其建筑造型有相当的变幻色彩。
世博主题馆外形设计从“折纸”的创意出发,屋顶则模仿了上海里
弄“老虎窗”正面开、背面斜坡的特点,显示上海传统石库门建筑的文化魅力。
可以说:世博园的一轴四馆的建筑外形很有创意,融合了中国文化的精髓。
用钢结构的建筑表现手法,支撑起富有艺术张力大跨度空间。
其实它更是一个“大肚子巨人”,骨架用掉1.7万吨钢。
它的西展厅有3个标准足球场大小,净高14米,却没有一根柱子。
它的安全保障,同样依赖同济大学专家们的理论总结和大量计算。
像中国馆一样,主题馆的建造也是高度自动化的。
它在园区内首次采用了机器人滑移安装技术,滑移距离达180米。
这项高新技术,在程序设计和机械人制造等方面达到了国际先进水平。
上海世博会最大的单体钢结构工程——世博轴,流云般舒卷的白色顶棚、玉兰花般怒放的“阳光谷”,宛如一座立体天桥。
世博轴长约1045米、宽约130米,由地上地下各两层组成,总建筑面积251万平方米。
世博轴大道上,错落有致地分布着6个极具视觉冲击力的倒锥形钢结构,它们有一个温暖的名字“阳光谷”——顾名思义就是让自然光洒落“谷底”。
世博轴“阳光谷”为大悬挑单层网壳钢结构,是当今最先进的建筑结构技术的代表,设计与建造采用了国际领先的数字化仿真技术。
“阳光谷”采用的是钢结构网壳形式,网壳里镶嵌的都是玻璃,是专门展现玻璃特色的造型工程,由近2万块不同规则的三角形夹胶玻璃组成,其功能是让自然光透过“阳光谷”倾泻出来,加强地下空间的采光效果。
然而阳光谷的建成并不容易。
巨大的“阳光谷”,其中最大的顶部直径99米、底部直径20米。
整个钢结构由10348个节点单元和31000多根杆件相互连接而成,构件数量巨大且各个节点的形状又互不相同,节点上每个“花瓣”的角度都不同,要做到无缝对接,就要求每个节点单元的尺寸误差小于0.5mm,角度偏差要小于0.25度。
建筑精度的要求很高,具有世界级难度。
德国厂家提出了6.7亿元的工程报价。
天津大学提出了一个成本更低、安全性能更高的新方案。
天津大学机械学院的
师生们拿出了自行设计的“天大焊接机器人”,设计了全数字化、自动化的生产工艺,确保了每个节点的尺寸和角度毫厘不差,可以精确地吻合起来搭构出“阳光谷”的钢结构框架。
“快速地在黑暗中前进的时候,突然之间阳光来了,你就知道到了我们的世博地铁站。
”上海世博会园区总规划师吴志强说,“门一打开,车站门口外面都是花卉、竹林、草皮,全在你的眼前。
”这里被人称作“阳光谷”,它就在“世博轴”的地下。
当我在世博地铁站下站后,经过检票口大概几十米,就进入了阳光谷,一朵“喇叭花”就矗立在阳光谷中。
阳光就这样倾泻而下。
“阳光谷”就位于“喇叭花”的正下方。
这里虽是地下,却有自然柔和的光照,以及潺潺的小溪。
光,是“喇叭花”拦截的阳光;水,是“喇叭花”截留的雨水。
“喇叭花”的奥秘就在这里:它向黑漆漆的地下空间输送生机和灵气。
阳光进入地下后自然漫射,不会有阴影。
要归功于它的独特造型,以及用高新材料制造的膜。
随着科技的进步,建筑发展成为能够完成人类梦想,实现更多可能性的空间,建筑的功能正在被无限延展。
所有这些富有灵气的上海世博园钢结构建筑,是世上规模最大、最集中的钢结构建筑艺术长廊。
它以环境艺术的无穷魅力,传递各国文化的精髓。
风格炯异的建筑,毋可置疑是当代钢结构建筑大师、建设施工单位智慧的结晶。