1、悬索结构与空间设计的联系悬索结构与空间设计的联系 代代木体育馆代代木体育馆制作人：杨飞云 20111349悬索结构悬索结构悬索结构的优点：1、悬索结构是通过索的轴向拉伸来抵抗外荷载的作用，结构中不出现弯矩和剪力效应，因此其可充分利用钢材的强度；2、悬索结构形式多样，布置灵活，并能适应多种建筑平面，因此能够较好地满足建筑功能和造型需求，是建筑师乐于采用的结构形式之一；3、当采用高强度钢材时，大大减轻结构的自重，同时由于屋盖结构一般也较轻，屋盖安装不需要大型起重设备，故可较为经济地跨越很大的空间；4、目前悬索结构连接节点的加工技术和锚固系统已很完善，预应力张拉工艺及控制技术也非常成熟，因此悬索结构
2、的加工、制作和施工也比较方便。建筑简介建筑简介 代代木国立室内综合体育馆，日本东京（1964年）建筑师：丹下健三。 日本建筑大师丹下健三设计的代代木体育馆是60年代的技术进步的象征，它脱离了传统的结构和造型，被誉为划时代的作品。代代木国立室内综合体育馆的整体构成、内部空间以及结构形式，展示出丹下健三杰出的创造力、想象力和对日本文化的独到理解。 他是为举办1964年第18届奥林匹克运动会而兴建的，位于东京的代代木区。竞技场占地约91公顷，包括主馆游泳馆和附馆篮球馆。两个馆的屋顶设计新颖，采用悬索和薄壳屋面，由桅杆柱支撑，呈现出奇特的贝壳状外观。它不仅跨度大，而且成为当时这类结构中最成熟的作品之一
3、。 ，柔性设计当时被视为最复杂的设计，复杂在于大跨度、大空间，让场馆及其他设施都被统一在这个用高张力缆索为主体的悬索屋顶结构之下，他摆脱了当时勒柯布西耶推崇的柱式建 筑，被誉为划时代的建筑。 结构分析结构分析 钢索吊桥的基本结构形式，沿用到现在的悬索的大跨度屋顶形式。在此之前的奥运会在此之前的奥运会场馆设计，多是结场馆设计，多是结构清晰、规中矩之构清晰、规中矩之作。在作。在结构师川口结构师川口卫卫的帮助下，在没的帮助下，在没有任何可以参考的有任何可以参考的理论的情况下，大理论的情况下，大胆设计出世界首创胆设计出世界首创的柔性悬索结构。的柔性悬索结构。柔性的体育馆 第一场馆第一场馆世界首创的柔性
4、悬索结构，世界首创的柔性悬索结构，即：通过两根受力的钢筋即：通过两根受力的钢筋水泥支柱连接数根自然下水泥支柱连接数根自然下垂的钢索，再由建筑物底垂的钢索，再由建筑物底部的钢圈固定钢索部的钢圈固定钢索 其类似于悬索桥的系统，其类似于悬索桥的系统，它是吊起整个巨大屋面的它是吊起整个巨大屋面的主要构件，它决定了结构主要构件，它决定了结构的尺度，它的安全也决定的尺度，它的安全也决定了整个结构的安全了整个结构的安全两边各两边各有一个半圆形的混凝土的有一个半圆形的混凝土的刚环，刚环于地面形成一刚环，刚环于地面形成一个倾角，丹下并没有把主个倾角，丹下并没有把主揽铆钉在中轴线上，而是揽铆钉在中轴线上，而是在各
5、个端部伸出了一个尖在各个端部伸出了一个尖角的铆钉，这样才形成了角的铆钉，这样才形成了最终两个错开半圆的样子。最终两个错开半圆的样子。结构与空间结构与空间 这种悬索结构实现了大空间，大跨度的可能，使室内场地不受柱网的干扰。建筑结构与空间采光建筑结构与空间采光第一体育馆悬索部分在外立面形成屋脊，屋脊两侧面是采第一体育馆悬索部分在外立面形成屋脊，屋脊两侧面是采光面：在馆内形成了一条美丽新颖的光带，于波纹荡漾，光面：在馆内形成了一条美丽新颖的光带，于波纹荡漾，泛着点点两馆的睡眠形成呼应，是整个体育馆的气氛更具泛着点点两馆的睡眠形成呼应，是整个体育馆的气氛更具有活力，该光带每部空间的设计为：一百叶窗作为
6、外界面，有活力，该光带每部空间的设计为：一百叶窗作为外界面，变折射光，内部具有人工照明一满足馆内照明的需求。变折射光，内部具有人工照明一满足馆内照明的需求。 第二体育馆的支撑结构主谓语一侧的观众席后的通道处，第二体育馆的支撑结构主谓语一侧的观众席后的通道处，由于支撑住的顶部是采光口，自然光由此口漫射而入，随由于支撑住的顶部是采光口，自然光由此口漫射而入，随着馆内的顶棚自上而下逐渐螺旋般地逐渐逐渐的明亮起来，着馆内的顶棚自上而下逐渐螺旋般地逐渐逐渐的明亮起来，光明柔和而飘逸，加强了螺丝选型悬索构件所构成线条的光明柔和而飘逸，加强了螺丝选型悬索构件所构成线条的顶棚所创造的向上的动势，运动员处于运动
7、场上感到是一顶棚所创造的向上的动势，运动员处于运动场上感到是一种力量，一种奋力向上的力量，体现了高攀搏击、焕发活种力量，一种奋力向上的力量，体现了高攀搏击、焕发活力的体育精神。力的体育精神。外壳外壳 生物界的各种蛋壳、贝壳、乌龟壳、海螺壳以及人的头盖骨等都是一种曲线均匀，质地轻巧的“薄壳结构”。这种薄壳结构的表面虽然很薄，但非常耐压。模仿他们壳体在外力作用下，美丽都沿着整个表面扩散和分布的力学特征，在建筑工程中广泛运用。代代木体育馆像是一只巨大的海螺，外观曲线流畅，轻巧，形象动人。而且它靠这种大扭曲的屋面更使得室内空间增加了动感，体现体育精神！通风 游泳池由于没有经费设置空调，用直径1.5M的
8、16个鹏口，使室内空气回转流动，风速1m/s，从而使体育馆内温度下降（该项目获得日本建筑学会的特别奖） 音效 代代木体育馆两馆的屋盖都是悬索结构的，呈下凹型，这样可以减小馆内容量和混响时间以及平均自由因此也减少了吸声材料的用量；同时由于下凹顶界面，能把比赛场上的声音均匀地扩散到馆内各区域，对声学是有利的，建筑内部声学空间形态与结构造型相符。两馆内音效非常好。 材质 丹下借个运用本地木结构的传统建筑艺术文化，从材质的创新出发进行的形象上的创新，第二体育馆的上部是由高42米的混凝土支柱假期的曾扇形面展开的铁板大屋面，该馆的顶界面万千保持了悬索结构下凹的优美曲线，在屋面上铺设了穿孔铝板，没填玻璃棉作为吸声和保暖两用。谢谢观赏谢谢观赏
