苏州园博会木结构展馆获得加拿大BC木材设计国际项目大奖

2018年03月09日 加拿大木业协会



2018年2月16日,一年一度的BC木材设计大奖当晚在温哥华会议中心举行,高层及大型重型木结构创新建筑和结构设计成为本次评选活动的重头戏。本次活动由Wood WORKS主办,旨在表彰在木材建筑和设计方面获得卓越的成绩且倡导和创新使用木材的企业或个人。本次评选特别设立了一个国际优异项目类别,来自中国的8个优秀木结构项目参与角逐,最终由苏州昆仑绿建技术总监周金将设计的苏州园博会的木结构展馆项目崭露头角,拔得头筹。

01

设计

第九届江苏省园艺博览会企业展示馆主展馆采用木结构大空间曲面网壳体系的设计风格,通过空间结构找形优化,生成出结构受力最为合理、材料使用最为经济的网壳形态,实现建筑形式与结构性能的高度统一。总建筑面积1890㎡,室内外高差0.45米,一层层高4.95米,二层为自由曲面,最大层高10米,建筑最大高度14.95,长边长45m,梁下无支撑柱,边拱角点及四根胶合木曲梁直接延伸到基础,作为屋盖的支撑点。设计中拱壳结构向束柱结构的转换形成一处漏斗状屋面形态,通过在漏斗内设置集水管进行雨水收集再利用,采用自然通风、自然采光、外遮阳等被动式技术措施,减少初期投资,降低运营期间能耗。


02

研发
 

本项目是空间网壳结构体系用于木结构的创新,为了确保结构稳定性,对节点的刚度做了大量的研究,包括节点刚度的理论计算、有限元模拟以及诸如纯弯作用下胶合木梁柱节点钢填板螺栓连接性能试验胶合木梁柱节点钢填板螺栓连接抗剪性能试验等一系列1:1节点实验,通过实验数据的分析,不断调整完善并形成最终的节点连接形式。

03

加工

曲线梁多曲面壳体结构屋面,所有胶合木梁需要按照屋面曲线加工,且每根梁曲率均不一样,最大曲率约为0.25,即使单根梁的曲率沿梁长度亦有变化。胶合木曲梁断面为250*500,个别梁采用变截面,最大截面高度为600mm。连接件根据屋面造型需要,每一个金属连接件均单独设计,连接件的角度、孔位、尺寸相似,但均不相同,连接件数量多达 1200个。深加工梁螺栓、销钉孔位的加工精度为1mm,即孔径、孔位偏差均要求控制在1mm以内,平均每道主拱上每个连接节点需要开孔约20个。每根主拱单侧植筋10根,植筋深度360mm

04

运输
 

所有曲梁均采用整体加工、运输以确保胶合木梁的整体受力。木拱最大跨度28.2m,拱曲线长度33.3米,最大拱高高度10.6米,首先要解决超长、超高、超宽问题,同时网壳体系的设计优化,使该项目拱断面较小,最大长细比达到145 ,运输中需要确保梁变形在设计允许范围内。

 

05

安装

难定位边拱是整个结构体系的主要受力构件,安装全程采用全站仪跟踪测量,在边拱上每隔1m设定一个观测点,边拱初步定位后,对每一观测点观测记录,并将记录结果进行三维模拟,与设计模型对比,根据对比结果调整安装位置。高精度空间结构的不规则致使屋面结构的每一个点都是安装的控制要点,且精度要求极高,任何一个节点有偏差,安装都无法顺利进行。安装全过程采用复合实际安装控制点坐标与设计师计算机模拟相结合的方式同步对比、同步调整以达到造型的精度要求。无支撑空间网壳结构,梁下无任何支撑,构件安装需要在高空进

 

 

 

1.屋盖

二层屋盖为木结构网壳,菱形网格布置,网格尺寸为2mx2m。

屋面有四根曲梁延伸到基础,作为屋盖的支撑点,同时形成漏斗状,把屋面收集的雨水导入到地面。

 

菱形网格有部分钢拉杆,确保屋盖有足够的刚度将荷载有效的传递到边拱

 

边拱为曲型圆管,六个角点与基础连接,将屋盖荷载传递到基础

 

2.楼盖

一层楼盖为钢结构,矩形网格3mx3m.

钢结构楼盖和屋盖完全脱离开来,独立的将何在直接传到到基础

 

3.基础

基础为独立基础


周金将  苏州昆仑绿建技术中心总监

毕业于同济大学,2009年获硕士学位,现就职于苏州昆仑绿建木结构科技股份有限公司,技术中心总监,主要从事大跨度异型空间结构设计和参数化设计。

 

参与了上海诺华制药木结构咖啡厅、上海游泳馆等国内标志性木结构建筑。

 

参编了《木结构设计规范》GB50005,《工程木结构设计规范》DG/TJ 08、《多高层木结构建筑技术标准》GB/T51226、《木结构技术规范》




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