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屋盖钢结构系统引领建筑新时尚

当年“鸟巢”的瘦身曾在业内掀起不小风波,其症结就是体育场的屋盖是否要开启。考虑到“鸟巢”的直径大等综合原因,最后建设方取消原设计可开启式屋盖的方案。一时间可开启式屋盖成为画好“月饼”被打入冷宫。

其实,建造带有可开闭屋盖的大型体育建筑越来越成为一种必要和时尚。因为,可开闭屋盖的体育建筑最大的功能体现人与自然最大程度的交融,又不受自然原因使体育活动受到影响,避免封闭式结构在特定季节需高能耗维持体育活动的一种新型建筑样式。早在1961年美国就建成用现代牵引驱动的刚性开合结构的匹兹堡(Pittsburgh)市民体育场,其跨度为127米。我国著名建筑设计大师马国馨院士更把开合屋盖体育建筑称之为“第三代体育建筑”。目前,世界上面积超过1万平方米的大型开合屋盖结构已超过10座。

浙江精工钢构集团把该技术成功地运用在江苏南通市体育场会展中心工程。体育场竣工于2006年5月,是我国第一个具有可开闭式屋盖的全天候体育场,到目前该体育场使用情况和屋盖开闭运行情况良好。该项目完成后,相关技术已直接应用到2008奥运网球场主场馆——奥网城网球场开闭顶工程、鄂尔多斯东胜区全民健身活动中心体育场工程。

近日,记者专访精工钢构集团工程部陆海松工程师,了解可开闭式屋盖系统综合技术研究有关问题。对可开闭式屋盖系统综合技术的工作原理,陆海松工程师介绍说:“可开闭式屋盖系统通过大型多点液压驱动卷扬机牵引活动屋盖使其实现打开和闭合,活动屋盖由安装在场馆主拱肋上的台车支撑,在中央控制计算机的控制下,由卷扬机牵引台车使其沿主拱肋轨道运行完成屋盖向中心合拢或向两侧展开,并在移动过程中,根据体育场拱架相对设计高度和左右偏差的大小,边移边调整各支撑台车前后左右位置和高度,确保滑移屋盖顺利开启和体育场整体结构的安全。”

应该说可开闭式屋盖系统技术是可行的。据了解,从上世纪50年代开始开合屋盖结构就以小型开合结构问世;1950~1988年使用褶皱膜开合屋盖结构;1988年至今的刚性移动屋盖为单元开合屋盖结构。开合屋盖结构的开合方式分为:水平移动方式、水平旋转移动方式、空间移动方式、绕枢轴转动移动方式、折叠移动方式、组合移动方式。当记者问起在这么多的开启方式中,可开闭式屋盖系统综合技术关键技术的成因前提是什么时,陆海松介绍说,可开闭屋盖建筑有别于其他建筑体系的核心问题是移动屋盖能否安全、平稳、持久地运行,以保证相应建筑功能的实现。因为可开闭屋盖建筑是建筑项目中结构系统与机械控制系统的集成,国际上已建开闭屋盖建筑中,不乏因为两者协调关系未处理好,而造成运行困难、耐久性差以至于开闭功能丧失的情况。因此开闭式屋盖系统综合技术就是处理好这两个系统之间的协调和配合,从建筑、结构、机械、控制、制作和安装多个层面进行技术的突破。

在谈到可开闭式屋盖系统综合技术关键技术的难点和应用价值时,陆海松说,技术难点分别是:控制系统与开闭系统的适应性。大型双筒多点驱动卷扬机,开闭行走支承台车的横向调整和纵向调整技术,大直径钢管弯圆成型精度控制和复杂相贯节点制作技术。可开闭式屋盖系统综合技术的应用价值,首先,开闭顶建筑是易于保持人与自然的交融、提高建筑屋利用效率、避免封闭式结构特定季节需高能耗维持体育活动的一种新型建筑样式。开闭顶建筑的功能实现,特别是开闭部分的安全、平稳、持久运行,需要结构-机械-控制等各子系统在保证自身可靠性的同时具有高度的协同性和整体系统可靠性,因此是当代建筑体系中凝聚高度技术含量的一种体系。该综合技术的应用,推动了建筑-结构-材料-机械-信号及控制等多领域综合技术的利用开发。

近年来,随着国家或地区经济实力的增强,市民对体育运动参与意识的提高,以及可开闭屋盖技术的日臻完善,一些大规模的开合结构的建成产生了非常好的经济社会效果,其市场越来越好。精工钢构集团作为业内的强势企业,将进一步开展对可开闭屋盖技术的研究,为大型公共建筑功能多样化、人性化、现代化作出新贡献。

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