奥林匹克体育场建筑结构选型PPT104页

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柏林奥林匹克体育场
项目背景
·1936年修建完成,是希特勒最喜爱的体育场 ·1974年加建局部盖顶 ·1998年柏林市政府设立竞赛,启动体育场加建项目
柏林奥林匹克体育场
3个改建要求 ·保持马拉松门打开 ·不影响外观造型,尊重历史 ·改建过程不能影响德甲比赛进程
柏林奥林匹克体育场
其他参赛作品
约为37000㎡
建筑类型
公共建筑,体育馆建筑
结构类型
空间桁架结构(改建盖顶) 钢筋混凝土结构(原有建筑)
预算
270,000,000欧元(约人民币 2,970,000,000)
盖顶重量
3500吨
柏林奥林匹克体育场
Olympiastadion Berlin
维纳·马赫/Werner March
旧柏林奥林匹克体育场设计师
柏林奥林匹克体育场
现方案应对措施 ·盖顶在马拉松门处断开 ·尽量降低盖顶结构高度,削弱立面上的体现 ·工厂预制,现场分段吊装
柏林奥林匹克体育场
盖顶在马拉松门处断开
柏林奥林匹克体育场
尽量降低盖顶结构高度,削弱立面上的体现
收口(外立面可见处) 为尖端收口,在立面上 看到的是连续的线,削 弱了对立面的影响
1845年
英国出现金属桁架,是 和汤式木桁架相似的格 构桁架,第二年又采用 了三角形的华伦式桁架
柏林奥林匹克体育场
结构原型·桁架结构
朗式桁架桥 豪式桁架桥
柏林奥林匹克体育场
结构原型·桁架结构
华伦式桁架 带竖杆华伦式桁架
带竖杆菱形桁架
柏林奥林匹克体育场
空间效果
柏林奥林匹克体育场
空间效果
结构分析
结构分析
混凝土箱节点
为了平衡桁架前端的巨大挑出,在立体桁架靠近外侧的一端 在原有桁架的基础上通过现浇混凝土给桁架负重,使得两侧的受 力可以达到平衡。
桁架圈梁外侧的部分是排水槽,雨水流入排水槽并且顺着埋 在混凝土内的水管流入钢柱中的水管进而排水到下部混凝土建筑 的排水系统中,从而完成排水。
结构分析
冯·格康/Von Gerkan
1998年改造设计师,创办GMP设计事 务所,其事务所主要设计城市大型公共 建筑
SBP事务所,KUK事务所
均为德国著名结构事务所。
柏林奥林匹克体育场
Olympiastadion Berlin
维纳·马赫/Werner March
(1894.1.17-1976.1.11)一生最辉煌的事是设计柏林体育场。他还设计了莱比锡的中央体 育场等建筑。
1.修复原建筑损坏钢筋混凝土梁柱
修复原建筑的结构以支撑新增盖顶
建造过程
2.架设外圈钢柱与钢梁
建造过程
2.架设外圈钢柱与钢梁
钢梁
四边形空腹
钢柱
d=329mm
建造过程
2.架设内柱,临时支撑
d=350 d=250
建造过程
3.架设柱上桁架
分叉与桁架相连
建造过程
3.架设柱上桁架
建造过程
4.架设柱间桁架
建造过程
Constructing process
建造过程
2
架设预制的外柱,外圈钢梁 内柱架起,临时支撑
1
修复原建筑损坏钢筋混凝土梁 柱
4
内柱之间的空间桁架搭建,悬 臂部分以及其他构件的搭建
3
放射向桁架中的内柱与外梁之 间的部分升起(在场外已经把 支撑薄膜的构件焊接好)并撤 走临时支撑
建造过程
柏林奥林匹克体育场
CONTENTS
项目背景与 结构原型
模型展示
12 3
456
作品简介
结构分析
建造过程
体会与思考
作品简介
Introduction
柏林奥林匹克体育场
Olympiastadion Berlin
所在地
德国,柏林(Berlin)
占地面积
约为50860㎡
可容纳观众
改造后76,000个
屋顶面积
建造过程
4.悬臂吊装
建造过程
建造过程演示
原有看台
2外环,1内环
拜尔竞技场的结构形式是环状张拉膜结构,通过内外环对膜结构提供拉力,成为盖顶。但该结构需要两个外环,一个内 环,需要较高的结构高度,如果应用在柏林体育场中会影响立面造型。另外,柏林市政府要求的保持马拉松门开放的效 果无法实现
柏林奥林匹克体育场
结构比较
宝安体育场(GMP)
1外环,2内环
宝安体育场的结构形式同为环状张拉膜结构,不同之处在于其为双内环单内环。内环同样需要较高的结构高度,考虑到 柏林奥林匹克运动场的立面高度仅有二十余米(宝安体育场立面最高达55米),内环的下沉会对观众席视野造成严重的 影响,因此不适合选用该结构形式
Structural Analysis
柏林奥林匹克体育场பைடு நூலகம்
Olympiastadion Berlin
结构分解
整体结构分析
特色结构分析
结构分析
结构分解
桁架
内柱 原建筑
建筑整体结构分 为两大部分。第一 部分为修复和部分 重建后的原有看台 ,结构形式为钢筋 混凝土框架以及石 材砌块柱的混合结 构。第二部分为第 二次加建的钢结构 顶盖。顶盖主要通 过二十组内柱支承 在下层看台的框架 结构上。
结构分解·桁架
结构分析
特色结构·吊顶(下层膜)固定
桁架下部为了美观,采用了吊顶的处理方式。 吊顶的材质主要是半透的布材料。通过跟桁架用有弹性的螺 栓连接的方式绷紧,从而保持吊顶的美观。
柱间桁架的连接方式是先搭接,后用螺栓连接的方式。
结构分析
特色结构·吊顶(下层膜)固定
桁架下部为了美观,采用了吊顶的处理方式。 吊顶的材质主要是半透的布材料。通过跟桁架用有弹性的螺 栓连接的方式绷紧,从而保持吊顶的美观。
桁架下部为了美观,采用了吊顶的处理方式。 吊顶的材质主要是半透的布材料。通过跟桁架用有弹性的螺 栓连接的方式绷紧,从而保持吊顶的美观。
柱间桁架的连接方式是先搭接,后用螺栓连接的方式。
结构分析
玻璃盖顶节点
桁架前段的玻璃顶部分的连接方式 在桁架纵横交接的地方,通过连接件跟螺栓 跟主要的桁架相连,桁架上方与点式玻璃支架焊接。
结构分析
结构分解·桁架
内柱支承范围内的放射桁架受力图
结构分析
结构分解·桁架
内柱支承范围内的放射桁架弯矩图
桁架受力弯矩图
结构分析
结构分解·桁架
内柱支承范围外的放射桁架受力图
结构分析
结构分解·桁架
无内柱支承范围内的放射桁架弯矩图
桁架受力弯矩图
结构分析
结构分解·桁架形变
外梁弯曲形变
结构分析
结构分解·桁架形变
内梁弯曲形变
结构分析
结构分解·桁架形变
内柱支撑放射桁架弯曲形变
结构分析
结构分解·桁架形变
无内柱支撑放射桁架弯曲形变
结构分析
结构分解·桁架形变
外梁扭转形变
结构分析
结构分解·桁架
结构分析
结构分解·桁架
结构分析
混凝土箱节点
结构分析
混凝土箱节点
为了平衡桁架前端的巨大挑出,在立体桁架靠近外侧的一端 在原有桁架的基础上通过现浇混凝土给桁架负重,使得两侧的受 力可以达到平衡。
项目概况及结构原型
Overview&Prototype
柏林奥林匹克体育场
总平面图(旧)
东西轴线,从五月广场到钟塔
柏林奥林匹克体育场
立面图(旧)
柏林奥林匹克体育场
总平面(新)
柏林奥林匹克体育场
平面图(今)
此为主入口
柏林奥林匹克体育场
立面图、剖面图(新)
柏林奥林匹克体育场
功能分区
VIP包厢 展览室
柏林奥林匹克体育场
尽量降低盖顶结构高度,削弱立面上的体现
+21.26
+16.85
尽量减少外立面上看到的 盖顶高度,削弱对立面的 影响
柏林奥林匹克体育场
尽量降低盖顶结构高度,削弱立面上的体现
柏林奥林匹克体育场
尽量降低盖顶结构高度,削弱立面上的体现
柏林奥林匹克体育场
结构比较
拜尔竞技场/Bay Arena(SBP)
柏林奥林匹克体育场
工厂预制,现场分段吊装
柏林奥林匹克体育场
结构原型·桁架结构 1851英国万国博览会——金属桁架结构
柏林奥林匹克体育场
结构原型·桁架结构
1
2
3
古罗马时期
古罗马人曾用桁架修 建横跨多瑙河的特雷 江桥的上部结构
文艺复兴时期
意大利建筑师 (Palladio)开 始采用 木桁架建桥,出现了朗 式、汤式(斜交格栅)、 豪式桁架
冯·格康/Von Gerkan
麦哈德-冯-格康博士,于1965年与福尔克温-玛格教授创立GMP德国建筑师事务所,gmp的 理想是,通过简洁的设计,使设计作品在内容和时间上经得起考验。出于这个理念,gmp的 设计表现了形式的上的审慎和材料上的统一。因为简洁明了性对其来说是至高无上的准则。
SBP事务所
施莱希.贝格曼及合伙人工程设计事务所。是德国最著名的结构技术公司,总裁Schlaich是德 国Otto以后知名的结构设计大师
桁架下部为了美观,采用了吊顶的处理方式。 吊顶的材质主要是半透的布材料。通过跟桁架用有弹性的螺 栓连接的方式绷紧,从而保持吊顶的美观。
柱间桁架的连接方式是先搭接,后用螺栓连接的方式。
结构分析
特色结构·吊顶(下层膜)固定
桁架下部为了美观,采用了吊顶的处理方式。 吊顶的材质主要是半透的布材料。通过跟桁架用有弹性的螺 栓连接的方式绷紧,从而保持吊顶的美观。
主梁弯曲形变
结构分析
结构分解·桁架形变
外梁弯曲形变 主梁弯曲形变 内梁弯曲形变 内柱支撑放射桁架弯曲形变 无内柱支撑放射桁架弯曲形变 外梁扭转形变
结构分析
结构分解·桁架形变
外梁弯曲形变 主梁弯曲形变 内梁弯曲形变 内柱支撑放射桁架弯曲形变 无内柱支撑放射桁架弯曲形变 外梁扭转形变
结构分析
结构分解·桁架形变
柱间桁架的连接方式是先搭接,后用螺栓连接的方式。
结构分析
特色结构·吊顶(下层膜)固定
桁架下部为了美观,采用了吊顶的处理方式。 吊顶的材质主要是半透的布材料。通过跟桁架用有弹性的螺 栓连接的方式绷紧,从而保持吊顶的美观。
柱间桁架的连接方式是先搭接,后用螺栓连接的方式。
结构分析
特色结构·吊顶(下层膜)固定
放射方向构件为次梁,形 式为平面桁架
标准结构单元
结构分析
结构分解·桁架
黄色块为内柱连柱帽支承范围 外梁部分受外柱向下拉力 部分受外柱向上压力 橙色箭头受拉 红色箭头受压
内梁平衡放射桁架尽端的垂直位移 对桁架的施力方向如图
结构分析
结构分解·桁架
放射向桁架内端(图左端)为悬臂尽端,剪力弯矩 较小,选用简易的无斜腹杆桁架 中间部分传递大部分荷载,选用华伦式桁架 外端(图右端)为与外梁交接部位,为平衡悬臂重 量及提高外梁抗扭刚度,选用三角截面钢框架镶嵌 钢筋混凝土板
结构分析
整体结构分析
桁架整体跨度达68米 悬臂跨度49米 内外柱间跨度17.5米 最大高度5.5米
盖顶的柱下部以原建筑的梁或柱支撑
结构分析
整体结构分析
结构分析
整体结构分析
橙色为切线向构件 黑色为放射向构件 两个方向构件形成主 次梁关系
切线方向构件为主梁 ,其中从左到右第一 组为外梁,形式钢框 架镶嵌钢筋混凝土板 ,其截面为三角形; 主要起传递荷载和配 重(平衡悬臂重量) 作用。第二组为主梁 ,形式为空间三角桁 架;起主要传递荷载 作用。第三组为外梁 ,形式为平面桁架; 起平衡放射向构件垂 直位移作用(近似于 悬挑板圈梁)
桁架圈梁外侧的部分是排水槽,雨水流入排水槽并且顺着埋 在混凝土内的水管流入钢柱中的水管进而排水到下部混凝土建筑 的排水系统中,从而完成排水。
结构分析
混凝土箱节点
为了平衡桁架前端的巨大挑出,在立体桁架靠近外侧的一端 在原有桁架的基础上通过现浇混凝土给桁架负重,使得两侧的受 力可以达到平衡。
桁架圈梁外侧的部分是排水槽,雨水流入排水槽并且顺着埋 在混凝土内的水管流入钢柱中的水管进而排水到下部混凝土建筑 的排水系统中,从而完成排水。
结构分析
玻璃盖顶节点
桁架前段的玻璃顶部分的连接方式 在桁架纵横交接的地方,通过连接件跟螺栓 跟主要的桁架相连,桁架上方与点式玻璃支架焊接。
结构分析
玻璃盖顶节点
桁架前段的玻璃顶部分的连接方式 在桁架纵横交接的地方,通过连接件跟螺栓 跟主要的桁架相连,桁架上方与点式玻璃支架焊接。
结构分析
玻璃盖顶节点
桁架前段的玻璃顶部分的连接方式 在桁架纵横交接的地方,通过连接件跟螺栓 跟主要的桁架相连,桁架上方与点式玻璃支架焊接。
结构分析
玻璃盖顶节点
桁架前段的玻璃顶部分的连接方式 在桁架纵横交接的地方,通过连接件跟螺栓 跟主要的桁架相连,桁架上方与点式玻璃支架焊接。
结构分析
玻璃盖顶节点
桁架前段的玻璃顶部分的连接方式 在桁架纵横交接的地方,通过连接件跟螺栓 跟主要的桁架相连,桁架上方与点式玻璃支架焊接。
柱间桁架的连接方式是先搭接,后用螺栓连接的方式。
结构分析
特色结构·吊顶(下层膜)固定
桁架下部为了美观,采用了吊顶的处理方式。 吊顶的材质主要是半透的布材料。通过跟桁架用有弹性的螺 栓连接的方式绷紧,从而保持吊顶的美观。
柱间桁架的连接方式是先搭接,后用螺栓连接的方式。
结构分析
特色结构·吊顶(下层膜)固定
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