021-54787089

    兼具(jù)拉壓兩種結構特點的ETFE氣枕式膜結構體(tǐ)系已經催生出一系列結構領域的創新(xīn)。1995年在英國(guó)伊斯特利竣工(gōng)的漢普郡網球俱樂B(Hampshire Tennis and Health Club atEastleigh),采用(yòng)的便是以索網支撐ETFE氣枕構成的單向索網結構。這座造型優美的健身俱樂部建築面積為(wèi)6000m2,可(kě)容納10座網球場。其正脊由一系列受懸索固定的成對鋼桅杆組成,兩側是圍護結構。預應力鋼索兩端分(fēn)别固定在正脊和地面上,以此承載由3層膜構成的半透明ETFE氣枕。該氣枕寬約3m,長(cháng)18m,通過鉗制方式與鋼索連接,風沿氣枕表面流動,具(jù)有(yǒu)良好的散熱作(zuò)用(yòng)。作(zuò)為(wèi)平行鋼索間的連接構件,ETFE膜面上發生的阻尼振動将對穩定整個結構起到關鍵性作(zuò)用(yòng),受到張拉應力的氣枕就像是垂直分(fēn)布在鋼索間的一組“彈簧”,起穩定
作(zuò)用(yòng)的同時也在垂直于鋼索的方向上起傳遞荷載的作(zuò)用(yòng)。最終使整個單向索能(néng)像雙向索結構一樣工(gōng)作(zuò)。
    位于馬格納的航空展覽館( The AirPavilion at Magna)于2000年竣工(gōng),它将ETFE氣枕和索網結構相互依存的共生關系充分(fēn)展現出來。設計的挑戰在于基地位于羅塞藍廢棄的鋼鐵廠内,博物(wù)館是以工(gōng)業時期的概況和鋼材生産(chǎn)的基本原料作(zuò)為(wèi)展示重點。在400m長(cháng)、35m高的工(gōng)業廠房内分(fēn)别設置了主題為(wèi)泥土火焰、空氣和水的四座展廳。航空館外殼被設計成類似飛艇形狀懸置在頂棚的下方。早期設想是利用(yòng)傳統鋼架支撐ETFE氣枕,但為(wèi)了滿足預應力的要求,鋼架最終被更為(wèi)輕巧的懸索取代。整個展館長(cháng)44m,截面直徑由中(zhōng)部最大的16.7m逐漸降低至端頭的5m。兩個由114mm直徑鋼管圍合的橢圓形支撐環通過斜向支撐固定在展館兩端。在兩個支撐環之間,是11個縱向排列的ETFE充氣氣枕,其最大寬度為(wèi)4.8m,長(cháng)度覆蓋整個結構體(tǐ)。氣枕間的銜接體(tǐ)
每隔6.1m便設置一處連接點與外部索網相連,再通過索網與原有(yǒu)鋼結構連接。漢普郡網球俱樂部采用(yòng)的懸索結構是通過鋼桅杆提供預應力,氣枕形狀的改變不會對懸索産(chǎn)生影響。與網球俱樂部不同,當展館上的氣枕充氣後,氣枕将呈現出圓柱形空間形态。氣枕在受制于外部索網限定的同時,也反作(zuò)用(yòng)于外部索網。通過力的直接傳遞,索網與氣枕間形成了共生般的協作(zuò)關系。
    展館利用(yòng)輕質(zhì)結構與置于地面上的重型鋼結構并置的方式诠釋展覽内容,外觀在與主題契合的同時,也将空氣作(zuò)為(wèi)結構體(tǐ)的潛能(néng)展現出來。同樣強烈的對比也曾出現在1901年飛艇與埃菲爾鐵塔的标志(zhì)性照片中(zhōng)。近一個世紀之後,伊塔洛·卡爾維諾( Italo Calvino)仍然對此評論道:“如果讓我為(wèi)新(xīn)千年選擇一個吉祥的代表,我會選擇……那些帶領我們遨遊天空的飛行器,因為(wèi)他(tā)們保有(yǒu)如何突破地心引力的秘密。可(kě)能(néng)許多(duō)人會認為(wèi),充滿活力的時代應該到處充斥着侵略性的噪聲與轟鳴聲,可(kě)在我看來,那就像一輛生鏽的破車(chē)在駛向墓地,已經到了垂死的邊緣在法蘭克福巴塞爾人廣場上的卵形建築+(Oval at Baseler Platz in Frankfurt)拉壓杆件和ETFE氣枕被用(yòng)來建造庭院頂棚。該項目于2004年竣工(gōng),首層用(yòng)于零售,以上6層用(yòng)于辦(bàn)公(gōng),頂上3層是居住單元。不規則的頂棚為(wèi)底層商(shāng)戶及辦(bàn)公(gōng)區(qū)提供了可(kě)供休閑的中(zhōng)央庭院,同時又(yòu)不影響頂棚外部住宅單元的采光。頂棚造型是受肥皂泡泡的啓發,平緩的坡面并非是出于外觀的考慮,而是為(wèi)了避免氣枕在洩氣後産(chǎn)生積水。通過下弦杆件的張拉,間隔3.5m的支撐肋最終形成向上隆起的曲面。雖然支撐肋的中(zhōng)心高度均為(wèi)跨度的8%,但由于支撐肋的跨度10~30m不等,因此每條肋的曲率也不盡相同。撐肋由219mm直徑的鋼管構成;V形短柱與之垂直排布;鋼索呈雙向受力狀态。來自上弦的水平荷載通過索網與鉸節點傳遞到環梁上,以保證在風、雪(xuě)荷載的作(zuò)用(yòng)下,頂棚仍能(néng)持平。環形鋼梁将荷載最終傳遞至下部支撐結構體(tǐ)中(zhōng)。當産(chǎn)生使頂棚向上隆起的風吸力時,上弦杆件将受拉,受力角色由壓杆轉變為(wèi)鋼索受拉。在雪(xuě)荷載作(zuò)用(yòng)下,它又(yòu)将進入受壓狀态同V形短柱與鋼索一同防止結構屈服。鋼索與短柱同樣為(wèi)上弦杆件與邊框提供側向支撐。由三層ETFE膜組成的氣枕,經空間找形過程而呈現形态各異的幾何體(tǐ)。
    2005年,在哥(gē)本哈根竣工(gōng)的 Frdsilo Flats住宅樓( Frdsilo Flats in Copenhagen)中(zhōng)庭頂棚采用(yòng)了相同的工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)。作(zuò)為(wèi)一項廢棄谷倉的改建計劃,原有(yǒu)混凝土牆不能(néng)開大口,因此設計師決定将改造工(gōng)作(zuò)由外部轉入到谷倉筒中(zhōng)進行。通過在倉筒上部加建ETFE氣枕頂棚,整個谷倉中(zhōng)部被改造成巨大的入口門廳,垂直交通與服務(wù)設施被安(ān)置其中(zhōng)。每個中(zhōng)庭頂棚形狀都是取自球面體(tǐ)的一個橫切面,支撐桁架并非平行排布,而是以球心為(wèi)中(zhōng)點向外發散。因此支撐桁架的上弦鋼索與下弦鋼索對應保持平行。由于頂棚呈幾何對稱,充氣氣枕取代垂直于桁架的索網的作(zuò)用(yòng),防止上弦杆件發生另外一項具(jù)有(yǒu)曆史意義的ETFE氣枕式膜側向失穩。結構改擴建工(gōng)程是位于杜伊斯堡的 Meiderich劇場( Meiderich Theater in Duisburg),在該項目中(zhōng)創造性地引入大型可(kě)伸縮結構。該項目于2003年竣工(gōng),坐(zuò)落于200hm2的公(gōng)園場地内,同馬格納工(gōng)程一樣,它将一座廢棄的煉鐵廠改造成公(gōng)共文(wén)化設施。伸縮頂棚的采用(yòng)确保了在惡劣天氣條件下該劇院仍可(kě)投入使用(yòng),頂棚同時也兼顧以下三方面的考慮:冬季,通過關閉頂棚,觀衆座席及由鍛造車(chē)間庫房改造而成的演職員房均可(kě)變為(wèi)室内;為(wèi)了适應原煉鐵廠遺留的管道布局,由T形鋼構成的頂棚滑軌在鋼管支撐下必須成波浪形起伏;采用(yòng)ETFE膜面頂棚,不但自重輕,而且可(kě)緩解結構的變形及運動,另外,氣枕還對改善空間聲學(xué)具(jù)有(yǒu)良好效能(néng)。由于頂棚高度透明,人們坐(zuò)在劇場中(zhōng)仍可(kě)清晰看到高大的煅燒爐，該設計的重要意義就在于如何更好的保留原有(yǒu)工(gōng)業設施的曆史價值。