国外既有建筑改造工程中装配式建造技术应用浅谈
2018-11-30     来源:建筑工业化    浏览:72    评论:0        
导读:欧洲的既有建筑改造量大,其较为成熟的装配式建造技术及经验值得我们借鉴。西班牙一直以来都是欧洲建筑市场相对发达、新设计及新技术推广较成功的国家之一,笔者特挑选西班牙两个较具代表性的、采用装配式建造技术的

欧洲的既有建筑改造量大,其较为成熟的装配式建造技术及经验值得我们借鉴。西班牙一直以来都是欧洲建筑市场相对发达、新设计及新技术推广较成功的国家之一,笔者特挑选西班牙两个较具代表性的、采用装配式建造技术的既有建筑改造项目,对其改造工程的技术特点做简要介绍。

1.巴塞罗那竞技场(Centro Comercial Arenas de Barcelona)

位于西班牙的巴塞罗那竞技场(Barcelona Arenas)原为巴塞罗那一个斗牛场,建于1900年。改造前此竞技场平面呈闭合圆环型设计,中部为圆形的露天斗牛区域,周围为看台及休息区等功能区域。原竞技场结构形式为钢筋混凝土结构,外饰面由精致的红砖砌体和红白相间的拱劵门组成,呈现出浓郁的摩尔风格。20世纪70年代,当地反斗牛活动日益增多,竞技场举行的活动日趋减少。2004年4月,巴塞罗那市议会通过决议,宣布巴塞罗那成为西班牙第一个反对斗牛的城市。由于巴塞罗那竞技场在加泰罗尼亚历史上的地位举足轻重,因此市议会决定,将竞技场改建成购物中心,同时不破坏竞技场的外围墙体,以保留原有的建筑立面效果。

巴塞罗那竞技场工程由位于伦敦的著名建筑事务所RSH+P操刀,内部总建面105816㎡,斗牛场区域建面46973㎡;副楼建筑面积5500㎡;停车场53343㎡;楼层数(地上)6层。

巴塞罗那竞技场改建工程体量大、难度高,其中既有改造部分,又有新建部分。尤其是同时应用了钢结构、混凝土结构和木结构,并将各类结构的技术优势发挥得淋漓尽致。以下从三方面介绍此改造工程的技术特点。

第一部分:外立面的改造——包括外墙根部与外墙顶部的改造

原来的竞技场入口高出现有地面标高,通过场外坡道及楼梯方能进入观众台。改造时拆除了外围的楼梯和坡道,露出了原有坡道下方的外墙,并且在现有的一层设计了开放式入口。为满足一层商业区要有较大宽度入口的需求,又保留原有摩尔风格的复古外立面效果,特采用“V型钢构支撑+砼预制梁构件”置换原有根部外墙,以完美实现建筑师的构想。在原有外墙一层的顶部涂抹高强砂浆保护垫层,利用两片预制构件夹住墙体,通过销栓实现装配式研发预制构件与原有墙体的连接。待全部外墙钢支撑措施施工完成后,再切除水平预制构件下面的原有墙体,安装底部V型钢构支撑,从而将上部墙体的荷载通过预制梁传递到底部V型钢支撑上。

由于外墙为弧形,因此预制梁构件的设计也需要有相应的弧度。梁构件的设计呈非对称设计,构件间的水平连接处缝隙也十分狭小,施工精度非比寻常。另外,由于各V型钢构支撑的支座仍为原有墙柱的底座,但所需承受的荷载增大为原来三倍,因此支座基础也相应地进行了加固。

外墙顶部同样采用了两片预制构件夹固的方式进行稳定。

第二部分:内部主体结构的改造

竞技场内部区域原为露天斗牛场地,为改造成购物中心,竞技场内部主体结构全部重建。改造后,竞技场总建筑面积约10.5万㎡,仍呈圆环形布局,一共有九层,其中含三层地下室。地下三层与地上一层为传统钢筋混凝土结构,其余部分为钢结构。内部主体结构呈四大功能区域并对称布置,有5层通高的大空间中庭,各功能区域回廊围绕中庭呈环形布置。第五层顶层观光平台为直径100米的巨型“碟”状空间桁架结构,由四组正交对称布置的巨柱组合支撑,巨柱组合坐落于贯穿地下的混凝土巨型支座上。中庭内分布着多部电梯与自动扶梯,通过这些电、扶梯可以到达各楼层区域。

直径100米的“碟”状平台外延悬挑覆盖外墙,又在结构上与外墙相互独立。外延悬挑部分兼具观光功能,因此较为独特,在悬挑钢构上铺设预制混凝土屋面板,板四周均以螺栓与底部钢构连接。另外,每块预制楼板都预埋透光玻璃砖,夜晚通过底部照明,平台呈现不一样的视觉效果,可见设计师匠心独具。“碟”状平台外延的环形悬挑部分像漂浮在空中的广场,提供了极好的环顾整座城市的视角。

第三部分:木结构

巴塞罗那竞技场改造工程的屋盖部分为跨度76米、矢高10米的单层木肋环形穹顶壳网结构,具有跨度大、自重轻、采光灵活、可自然排水等优点,且为未来实现多样性的内部布局的提供了有利条件。

壳网中间的受压环与各径向构件连接,壳网径向与环向杆构件的节点为螺栓连接,但巧妙的是,站在穹顶内部,看不到这些螺栓。屋盖的外缘,设置了一圈环形受拉梁,支撑环梁的是布置在“碟”状网架上均匀分布的20个钢支座。

屋盖中部,有一个外径为30米的透明圆环,达到辅助穹顶内部采光的效果。在其他非通透区域,都填充了保温层,并且应用了防眩光涂料,以降低光污染。

巴塞罗那竞技场作为历史建筑,它具有历史、文化、科技、艺术等多方面价值。它是这座城市的记忆,也是城市历史的见证者,它承载着这座城市的文化积淀。因此,保留其原有的风貌,才能发挥“实物的史书”、“历史的年鉴”、“文化的载体”等作用。

巴塞罗那竞技场改造项目,保留了原有外立面,并对内部主体结构及屋盖进行了品质提升改造。其次,遵守了风格统一的原则,外墙上是红白相间的拱券门,在一层设置转换砼梁时,也特意采用了弧形变截面砼梁,V型钢支撑也使用了红色,以保证与原有建筑风格统一。另外,建筑顶部设置了圆形悬挑屋顶,这样减少了竞技场外墙遭受日晒雨淋,对既有建筑物提供了极大的保护,也遵循了对既有建筑进行“预防性修缮改造”的原则。内部采用钢结构改造,不仅充分发挥了钢结构适用于大跨结构的优点,也赋予了该建筑新的活力,使得该建筑不再显得“笨重”。另外,钢结构重量轻,可以极大地减少对既有结构基础的加固工作。屋顶与原有外墙脱离,不增加外墙上的荷载,可以保证结构的安全。最后,除了梁柱结构以外,屋顶是最具有装饰性的部分。一座有历史意义的建筑,外墙多为砖石结构或者木结构,而屋顶则多为木结构,大跨度的屋顶普遍采用木穹顶结构。该竞技场原无屋顶,现如今加上木屋顶,与古朴的外墙相得益彰,才更衬出古建筑的气质和它的历史意义。

既有建筑改造遵守了的“修旧如旧”的原则,运用了现代化的设计手法,满足了现代化的使用和审美需求,把传统和现代有机地结合为一个整体呈现给公众,也赋予了既有建筑新的生命价值。

2.巴塞罗那圣卡特琳娜市场(Mercat de santa caterina)

2005年改造完成的圣卡特琳娜市场项目是由西班牙本土建筑师Enric Miralles – Benedetta Tagliabue / EMBT主持设计,也是融汇了混凝土、钢、木组合结构的成功案例,代表着各类水果的彩色陶瓷屋顶镶嵌在钢、木组合结构的波浪形屋面上。在原有单层建筑的外部,设置树干状非规则的钢结构支撑,与钢结构立柱共同支撑着原有建筑上方的空间桁架的弦杆。空间桁架在平面上呈Z型布置,桁架上面采用三角拱形木结构,非对称的布置以及三种材料的选用,塑造出错落有致的空间氛围,置身其中,让人心情轻松愉悦。

装配式|国外既有建筑改造工程中装配式建造技术应用浅谈

装配式|国外既有建筑改造工程中装配式建造技术应用浅谈

装配式|国外既有建筑改造工程中装配式建造技术应用浅谈

装配式|国外既有建筑改造工程中装配式建造技术应用浅谈

不规则造型的立柱与大跨度空间桁架弦杆的节点构造

装配式|国外既有建筑改造工程中装配式建造技术应用浅谈

屋盖设计的灵感来源于市场中贩卖的各类自然蔬果

装配式|国外既有建筑改造工程中装配式建造技术应用浅谈

改造前的市场原貌(1980年)

装配式|国外既有建筑改造工程中装配式建造技术应用浅谈

装配式|国外既有建筑改造工程中装配式建造技术应用浅谈

由于贯穿市场纵深轴线的空间桁架跨度太大,因此设计师在中部分别设计了三组弯拱型桁架,吊挂屋盖中部及纵深向桁架的折向部位,而三组拱桁架都支承于贯穿市场纵深轴线的预制混凝土梁上。

装配式|国外既有建筑改造工程中装配式建造技术应用浅谈

笔者选取的两个典型的项目改造过程中,集成了多项装配式建造技术,体现了以下几方面的效益:

1缩短工期:装配式建筑构件采用工厂化生产,现场组装,甚至可以采用建筑、装修一体化设计,能明显缩短现场建造周期

2环保:工厂化生产,现场干法作业使得现场的建筑垃圾大大减少,更好地保护了施工环境

3节约成本,安全施工:工厂预制,可以提升精度,重复利用资源,降低了成本。现场减少支模工序,降低了工人操作危险系数和成本。

4构件多样化:在工厂预制混凝土构件,可以根据设计采用特定的模板,达到构件外立面的装饰效果。

5推动技术进步:各类装配式建造技术衍生出来的工艺措施、施工工法等值得我们借鉴。

综上所述,装配式建造技术自古就有,是一种可以满足经济、安全、绿色、美观等要求的技术。如今,随着科学技术的进步,新型建筑材料、设计手法、施工工艺日益增多,让既有建筑改造设计有了更广阔的发挥空间。

 

0相关评论

更多>相关BIM学院
推荐图文
推荐BIM学院
阅读排行
评论排行
关于我们
关于我们
本站动态
免责声明
联系我们
我们的服务
会员服务
广告服务
排名推广
积分商城
帮助中心
积分规则
网站留言
友情链接
网站地图
关注我们
新浪微博
RSS订阅
微信公众号
手机版