国外开合屋盖实例

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1、国外开合屋盖实例佛罗里达马林鱼大联盟棒球队在众多的建筑师的帮助下，决定建造一个世界级的球场，它将拥有可伸缩屋顶以及有趣而且相当具有现代气息的建筑外形。新建的球场拥有37000个座位，从经典球场构架出发，又融合了几个最近建成的棒球场的特点。重达6814吨的可移动屋盖由三个独立的可滚动段组成。根据Tekla的BIM模型，较低的东西两侧每侧面板重量为1602吨，分别由三榀桁架组成；中部的六榀桁架重量为3610吨。当屋盖闭合时，东西侧面板与合拢的屋盖外形相匹配，能够完全封闭球场（见图1、2）。球场封闭时可以保护球员和观众，使用大量的空调系统制冷。当球场的天然草地需要大自然的阳光雨水时，所有的面板缩回到

2、西面第一排的看台线上。图1 屋盖和支撑轨道结构的平面图2 屋盖和支撑轨道结构的立面（低屋盖和体育馆没有显示）屋盖桁架并不如人们所期望的那样垂直于轨道运行，而是倾斜了o。为什么要倾斜呢？这与体育场建筑轨道系统有直接的联系，特别是屋顶轨道运行路径平行于南北侧的道路。场地的几何形状和座位的碗状排列可以创造出观赏本垒打的最佳效果。将屋面板设计成为倾斜于屋盖轨道的状态可以营造出一个更有活力的外观，并且提高光照量。同时，它也调整平行桁架的位置到第三条看台线。如图3所示，屋盖桁架为拱形。经典的拱形结构是非常有效的，但是这种结构需要支座提供足够的反力来抵抗巨大的内力。这种结构的屋盖支撑力增加以后，需要更大质量

3、的桥墩和相应的基础来抵抗沿屋顶轨道支撑结构的横向拱推力负荷。屋盖部分结构工程负责方WalterPMoore(WPM)以及屋盖滑动系统专业工程师一起，策划了一个方案，使得拱形的桁架也可以像梁一样弯曲，同时也保证屋盖结构能够承受热能和飓风作用力的考验。大量的结构构件和重型铰链通过设计组装成为“四杆链接”。这一结构安装在南部传输结构的顶部。每个屋顶的桁架都连接到这些平行旋转链接的顶部，允许桁架在任意方向的位移达到2英尺7.5英寸（见图4）。图3 屋盖桁架剖面图、支撑系统和支撑轨道结构视图图4 “四杆链接”显示了南端结构的运动范围利用轧辊WPM工程师在初步建造规划中，采用四个临时支撑塔在跨度方向支撑桁

4、架。这个支撑计划是通过五个部分将桁架固定到地面上，固定点在几个支撑塔中间。屋顶结构复杂且不对称，通过四杆链接来支撑整个系统，需要在三个方向上都能建造和架设弧形的复杂屋面。结构个别工作点在竖直方向上允许18英寸的偏转，朝南方向允许9英寸（和四杆链接一样），朝东和朝西方向为6英寸（取决于面板）。作为钢结构详图设计的一部分，一个复杂的三维控制图被用来进行桁架安装时的定位和排列。结构内部由Tekla建模人员和LPR前期建造工程师协同工作，在钢结构桁架构件中预留了对齐控制的“洞”。这些孔洞是为了测量位置和角度而预留的。一旦详图完成，包含所有理论测量三向位置的全面电子表格系统即被建立。这些数据将和WPM提

5、供的挠度数据相结合，为施工各阶段提供信息。临时支撑系统不仅要承担桁架的重量，同时还需要抵抗可能存在的飓风季时飓风作用的影响。由于所处海拔的影响（250英尺），这种临时结构的稳定通常是由索来完成的。在这种情况下，LPR利用预制塔，将其变为水平向作为框架使用，来稳定竖向支撑构件。临时支撑框架很好的利用了北面高轨抵御风荷载的能力。这些临时支撑框架也被作为方便、安全的通道，以供工人在支撑间行走使用（见图3）。迈阿密的基本设计飓风风速为每小时146英里，而美国其他区域大部分设计风速为每小时90英里。这就导致了结构的瞬时风压要比一般设计高出263%。LPR与KL&A工程师签订了合约，进行节点分析和屋面支撑

6、系统及相关临时基础的设计。设计飓风情况下的支撑系统并非易事。LPR打算利用其已经设计完成的支撑系统来承受结构的最终负荷。但每小时146英里的风速不仅对屋盖结构造成很大的水平力，对支撑结构本身也有很大的作用。KL&A的工程师利用SDS/23DBIM建模系统完成了所有详尽的支撑系统计算。这一系统出现后，支撑结构的设计能力得到显著加强。Bliss&Nyitray有限公司负责从基础到体育场的结构设计，包括大量的高架混凝土梯形箱梁用来支撑屋顶轨道（见图3）。移动屋顶本身的结构设计承包给WPM以及UNI系统。在这个项目中，总承包商Hunt/Moss以及业主允许LPR和WPM以及UNI系统自由对话，任何有可

7、能改变工作范围的讨论可以通过信息请求来完成（RFI）。早期的讨论促成了WPM的SAP2000屋盖结构模型传送给LPR和KL&A。这些模型在随后的分析和支撑设计，以及详图设计中被广泛使用。LPR和设计师们都曾多次讨论过屋盖系统，后来的建造计划完全符合设计预期。在最终的建造计划完成以后，WPM完成并共享了屋盖结构在各个阶段的变形数据。据我们所知，在建造业中，通常会从支撑上移去屋面板。因为桁架变形不仅朝