钢木混合张弦壳体结构游泳馆实践——上海崇明体育训练基地游泳馆设计

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1、钢木混合张弦壳体结构游泳馆实践上海崇明体育训练基地游泳馆设计钱锋余中奇汤朔宁同济大学建筑与城市规划学院高密度人居环境生态IkVJI三;与节能教育部重点实验室摘要：以上海市崇明体育训练基地游泳馆工程为例，从结构用材与体系选型、结构形态肌理优化、杆件节点优化和力的集中释放4个方面展现了其在设计过程中建筑与结构性能化互动以及钢木混合张弦壳体结构的建构过程。关键词：体育建筑;游泳馆;钢木结构;交叉网格张弦壳体;收稿日期：2017-09-08基金：国家自然科学基金项目(51378354)PracticingtheDesignofNata/to

2、riumswithTimberSteelTensileShellStruetureACaseStudyofNatatoriumofChongmingNationalSportsTrainingBaseQianFengYuZhongqiTangShuoningAbstract：TakingtheNatatoriumofChongmingNationalSportsTrainingBaseasanexample,thispapermapsoutthedesignprocessin4regards:selectionofmaterials

3、andstructuralsystem,optimizationofstructuralformandtexture,optimizationofrodenodes,andreleaseofconcentra.tedloads,revealingtheinteractionbetweenarchitectureandstructureandtheprocessofthemakingofcrossedgridtensiloshellwithtimber-steelstructure.Keyword：sportsarchitecture

4、;natatorium;timber-steelstructure;crossedgridtensileshel1;Received：2017-09-08为提升体育训练设施水平，优化竞技体育布局，整合训练资源，2008年，上海市体育局开始以上海体育职业学院为主体，筹建集“训练、科研、医疗、教育、比赛”于一体的崇明国家级体育训练基地。该基地一期规划中，将训练中心的高效与满足牛态岛要求的宜居环境相结合，以鱼骨状布局整合统领公共区与各训练组团。中央轴线为公用教学办公设施，三大训练组团基于项群关系组合，具有内部小生态的完整性，又能满足后期组

5、团延伸扩展的灵活性。其中，游泳馆即位于第一训练组团（图广3）。1结构用材与体系选型作为专业训练设施，该游泳馆的设计要求区别于一般赛事场馆，其造价限额严格，形彖需求更为质朴，但也更注重体育训练专业功能需求。这一要求限制了外观的形象创作，设计过程起于材料选择和基于几何形态的结构体系布置，经过结构各种构件的造型选择和布置优化，最终将限制条件转化为基于中小跨结构本体进行创新设计的契机。当前，木结构应用于游泳馆案例虽然较少，但却有着亮眼的表现。早在1987年,德国巴特迪尔海姆镇游泳馆（图4）就应用了树状悬跨木网壳，下垂的结构形态充分体现了木材

6、的自然属性，顶部与采光结合，营造出了良好的泳池休闲氛围。2006年建成的英国福姆比市游泳馆及2013年世界大学生夏季运动会俄罗斯喀山游泳馆（图5）则釆用的木张弦梁的结构形式轻巧地跨越规则泳池空间，不仅从视觉上给寒冷的气候中带来一丝温暖，也在材性上比传统钢结构拥有更好的保温效果。综合来看，木结构具备亲切质感与结构力量感结合的美学感染力，且具备多方面的优势：良好的拉压受力性能，便于作为结构杆件组合形成大跨结构；自重较轻（相同结构承载力的钢梁比胶合木重20%,混凝土梁则重600%）;更加绿色环保（以木材和钢材作为屋盖主材的体育建筑，木结构

7、消耗的能量是后者的66%,C0?排放为后者的81%,空气污染和水污染指数分别为后者的57%和29%山）。同时，其保温和耐腐蚀的优势尤其准确命中了当前游泳馆建设和使用中的难题，可以有效减少冷热桥，防止结露，也更耐游泳馆含氯水汽腐蚀，避免破坏构造,影响使用。木结构最终被确定为结构用材，结构与空间、功能、材料、构造的优化整合成为设计的重点。游泳馆大厅长64m,短向跨度45m,布置有25mX50m游泳池及25mX25m训练池各1个。当前，木结构应用于不同结构跨度，已经形成了较为成熟的体系：100m以上，代表性的有美国、日本的木穹顶，适用于需

8、要高空间的竞技项i；80^100m区间以北美的冰上运动场馆为代表，多以木拱直接跨越竞赛大空间，极具力量感;80m以下的跨度，则主要适用于游泳馆等小跨结构，2000年以后，木结构与张弦拉索结合逐渐成为这一跨度区间的标准形式，本案游泳馆跨