ファストスチールファクトリーズ株式会社-----プロジェクト事例
サッカー場の鉄骨構造および屋根カーテンウォールの総合建設技術
1. 主要鉄骨構造の施工技術
このプロジェクトの主要構造は観客席システムであり、これは鉄骨構造屋根システムの支持構造でもあります。鉄骨構造フレームと座屈拘束支持構造システム、プレキャスト化粧コンクリート製の観客席板が使用されており、これはFast Steel Factories Co., Ltd.の精密な鉄骨構造用付属品を反映したものでもあり、国内スタジアムにおける鉄骨構造プレキャストスタンドシステムの初の革新的な応用例です。このプロジェクトには2階建てのスタンドがあります。下階の4つのコーナーエリアと一部のVIP席の下にある一部のスタンドを除き、現場打ちコンクリートが使用され、残りはL字型のプレキャスト化粧コンクリートで作られています。
鉄骨製観客席および鉄骨屋根システムの構造図
鉄骨構造とプレハブ式スタンドユニットパネルは、クローラークレーンの統合型節点間吊り上げ方式により高精度で吊り上げられます。スタンドユニットパネルの支持コネクタと主要な鋼製部品は、品質と精度を確保するため、工場で一体的に加工されます。
2. 柔軟な鋼製屋根構造技術
構造システム
スポーク型張力構造システムは、軽量構造と空間力構造の効率性の高さから、国内外のトップレベルのスタジアムの屋根構造に広く採用されています。この構造システムは一般的に、外側の加圧リング、放射状ケーブル、内側の引張リングで構成されています。外側の加圧リングは車輪のリム、放射状ケーブルは車輪のスポーク、内側の引張リングは車輪のハブにそれぞれ相当し、これら3つが自己バランスを形成します。円形または楕円形のスタジアムに適しています。
準長方形の建物形状の要件に従って、このプロジェクトの鋼製屋根の構造設計では、中央圧力リングを備えた張力構造システムを初めて構築しました。これはまた、Fast Steel Factories Co., Ltd. の鋼材の精密さにおける強みを示しています。材料の洗練が、後々のエンジニアリングをより良くします。下弦材は張力ケーブルシステムを採用し、上弦材は剛性構造システムを採用しています。放射状ケーブルの水平成分力は、剛性上弦材放射状梁を介して中央圧力リングに伝達され、張力自己平衡システムを形成し、剛性上弦材構造は垂直ロックを確実に支えることができます。側面金属屋根。
屋根の鉄骨ファサードの概略図
屋根の鉄骨構造には、合計46個の放射状ケーブルトラスが設置されており、これらは主圧力リング梁、リングケーブル、および二次リング梁によって接続されています。システム全体は、下部スタンド鉄骨構造上の鋼柱によって支持されています。中央圧力リング張力構造システムは一種の柔軟構造であり、内部応力は構成設計要件と密接に関係しています。
構造解析および詳細設計
本プロジェクトの屋根の中央圧力リング張力構造システムは、施工によって形成する必要のある剛性と柔軟性の複合構造です。上海チームと鹿港鋼鉄は、構造形成状態における構造構成とケーブル張力分布に基づいて協力し、施工シミュレーション解析によって構造の無応力状態を取得しました。そして、これに基づいて、コンポーネントの初期状態の詳細設計モデルと詳細図面を作成し、コンポーネントの精密加工のための信頼できる基礎を提供しました。
屋根鉄骨構造の深化モデル
製造
中央の圧力リングは、46本の放射状ケーブルトラスの放射状圧力をバランスよく支えます。圧力リング部品の加工精度と設置精度は、引張構造システム全体の機械的形状に直接影響します。全体の圧力リングの断面サイズは1.5m×1.5m、全長は約424mで、合計46セクションに分割されています。フランジは部品間の機械的接続に使用され、加工および製造精度は非常に高いです。工場で製造される際、46セクションの圧力リングビームはすべて情報シミュレーションによって事前に組み立てられ、バッチごとに組み立てられて二重管理が行われ、精度基準が確保されます。
中間圧力リングアセンブリのバッチ生産
8本のリングケーブルはケーブルクリップを介してラジアルケーブルトラスに接続され、46本のラジアルケーブルトラスのラジアル張力をバランスさせます。従来の全鋳鋼製ケーブルクランプとは異なり、「上下鋳鋼製スプリントと中間キー形状鋼製ラグ」という新しいタイプのケーブルクランプシステムを採用しています。クランプシステムは機械的に固定され、安全性と信頼性が大幅に向上しています。加工および製造中は、専門の品質管理担当者が工場に派遣され、部品の溶接品質と完成品の精度を厳密に管理します。ラジアルケーブルと環状ケーブルの両方にガルファン製クローズドケーブルを使用することで、ケーブルシステムの耐腐食性を向上させています。
ケーブルクランプの構造図
設置と張力調整
本プロジェクトにおける力と形状の同時制御という構造的特徴を考慮し、プロジェクトチームは張力圧縮制御ブラケットをベースとしたスポーク型ケーブルネット構築技術を開発した。張力圧縮制御ブラケットは、放射状ケーブルの張力をかける前に中間圧力リングを支え、放射状ケーブルの張力をかけた後は、ブラケット内の垂直制御ケーブルによって中間圧力リングを引っ張ることができる。張力をかける全工程において、圧力リングは常に設計初期状態の高さに保たれる。二次構造と屋根の一部が完成したら、支持部内の垂直制御ケーブルを解放して構造全体の除荷を完了し、力と形状の二重制御要件を満たす。
屋根の鉄骨構造の施工は主に6つの段階に分かれています。 (1) 張力圧縮制御ブラケットを使用して、46本の放射状梁、Vブレース付き外側部材、圧力リング梁、および外側リング梁下の支柱を取り付けます。(2) 16セグメントのループケーブルを端から端まで接続して8本のループケーブルを形成し、ケーブルクリップで固定します。設置済みの屋根構造を使用して、ケーブルクリップとそれに接続されたループケーブルを持ち上げます。ケーブルクリップが所定の位置にある場合、ケーブルクリップと設置済みのVブレース付き外側部材はピンで固定されます。(3) 放射状ケーブルの一端をケーブルクリップに接続し、もう一端を張力工具を介して放射状梁の外側端のラグプレートに接続します。放射状ケーブルは同期して張られ、所定の位置にある場合はピンシャフトで固定されます。(4) 欠落した圧縮リング梁の外側の二次リング梁が完全なリング梁を形成し、屋根支持と柱間支持が設置されます。 （５）Vブレース付き内脚、放射状片持ち梁、圧力リング梁の内側のリング梁、屋根支持部材、その他の二次構造を取り付け、屋根の鉄骨構造を形成する。（６）屋根工事の一部が完了したら、支持部材内の垂直制御ケーブルを解放して構造物全体の荷重を解放する。
中央設置型圧力サイクロクロン
ループロープを所定の位置に持ち上げる
ラジアルケーブルに張力をかける準備をする
鉄骨構造の屋根と屋根の一部が完成しました。
3. 屋根構造技術
屋根工事は上下2層からなり、総面積は5万平方メートル以上です。上層は主にポリカーボネート製採光パネル、アルミハニカムパネル二重金属屋根システム（段差部分）、アルミハニカムパネル二重屋根システム（曲面部分）、中間樋、外側樋システムで構成されています。下層は主にアルミ複合パネルの内外コーニスシステム、膜構造、環状装飾ベルトで構成されています。
屋根の断面図
本プロジェクトの鋼製屋根は、柔軟な張力構造であり、屋根荷重に対してより敏感です。屋根の設計においては、屋根鋼構造の施工中の動的変形を十分に考慮し、変形振幅に対応できる調整可能な接続部を設計します。また、屋根の施工中は、施工プロセス中に継続的に加わる屋根荷重のバランスを取るため、異なるゾーンで対称的な設置を採用し、屋根荷重が主要鋼構造に及ぼす悪影響を排除します。
屋根装飾板の設置
下部膜構造は逆吊り引張膜構造で、スタジアム屋根の天井構造です。施工の安全性や完成した膜材の保護などの要素を考慮すると、膜構造天井の施工は金属屋根の完成後に行う必要があります。膜構造天井はユニット設置方式を採用しています。膜材とユニットフレームは地上で組み立てられ、膜構造ユニットを形成します。このユニットは専用の吊り上げ装置で設置場所に運ばれ、ボルトで主構造に接続されます。
本プロジェクトのファサードカーテンウォールは、40,000平方メートルを超える面積をカバーし、主に湾曲した一体型複合パネル、テクスチャパネル、その他のシステムで構成されています。ファサード全体の印象はボウル型で、水平方向と垂直方向のコーニスエッジにより、ファサードカーテンウォールパネルは単曲線と二重曲線が交互に配置されています。湾曲したユニットスラブの建築効果を確保するため、プロジェクトチームは情報ベースのモデルシミュレーション技術と鉄骨構造カーテンウォールの統合建設技術を革新的に活用し、「深掘り、加工、設置」の各段階における建設ライフサイクルの品質と精度をデジタル制御しています。
鉄骨構造グリッド
詳細設計段階では、パラメトリックモデリングと鉄骨構造カーテンウォールクランプ技術を使用して空間関係を分析し、システムレイアウトを最適化します。カーテンウォールの外装とプレートの建築区分に従って、鉄骨システム骨格、アルミニウムプロファイルキール、ユニットプレートを迅速に作成できます。また、3次元調整可能なアダプタを使用して、上海チームはアルゴリズムに従って材料仕様と数量を自動的に抽出し、正確に注文します。コンポーネント加工とユニット組立段階では、情報ベースのシミュレーション事前組立技術を使用して、ユニットプレート制御点の理論値と測定値の間の偏差を検出および制御することにより、ユニットプレートの加工精度を確保します。現場での設置段階では、モデルから3次元制御座標を抽出して、内側から外側まで各プロセスの空間測定と位置決めを実行します。ユニットプレートの施工品質を確保します。
情報モデルと現場計測・制御の連携
さらに、Fast Steel Factories Co., Ltd. は、湾曲した複合ユニットプレートの外観効果を確保するために、湾曲プレートの円弧の変化に追従し、柱と梁のキールシステムに同じ曲率の曲げアルミニウム合金プロファイルを採用し、精密なプロセス制御によってエンジニアリング品質を向上させています。
サッカー場の設計では、中央加圧リングとスポーク張力構造システム、および磁器製のボウル型ファサードカーテンウォールが先駆けて採用されました。建設上の課題に直面した上海建設機械集団とファストスチール工場の科学技術チームは、2つの統合を活用しました。上海建設機械集団の科学技術チームは、ホイールスポーク型のケーブルネット構造の完全な建設技術セットを革新的に開発し、ファストスチール工場は精密な鋼構造構成を提供し、2つの組み合わせにより、浦東サッカースタジアムの鋼構造屋根とカーテンウォールプロジェクトの軽量化が実現しました。
