小米醋博物館磚穹頂結構設計

孫 峣, 王 磊, 孟祥良

(天津大學建筑設計規劃研究總院有限公司，天津 300073)

1 工程概況

小米醋博物館位于山東省淄博市,是在原淄博市王村釀造廠綜合樓的基礎上進行改造和擴建而成的[1],獲得了2019年世界結構大獎(Structural Awards 2019)小型項目獎,并榮登世界結構大獎雜志封面,項目實景見圖1。

圖1 小米醋博物館

原綜合樓為磚混結構,地上3層,建筑高度為12.3m,建筑面積為835m2。保留原主體結構,對其平面、立面進行改造,并在建筑西側新建博物館入口大廳。大廳主要由鋼結構框架和內嵌磚穹頂結構組成,鋼框架用于支撐外立面墻板及屋面混凝土板,內嵌磚穹頂結構與鋼框架、屋面板完全脫開,僅承受自身重量。大廳結構平面圖、剖面圖見圖2、3。

圖2 大廳結構平面圖

圖3 大廳結構剖面圖

利用有限元分析軟件對磚穹頂結構進行計算,闡述了穹頂結構的形狀比選、靜力分析、動力分析和施工過程分析,詳細介紹了本結構改良后的砌磚工藝以及精確的砌磚模型在施工中的運用。

磚穹頂結構的外形為一個倒置的醋缸,磚穹頂結構立面圖見圖4,結構高度約為9.0m(147層磚),底部直徑約為12.5m,頂部洞口的直徑為4.0m,墻體厚度由底層465mm向頂層漸變為235mm。結構底部設置3個拱形門洞,其跨度分別為3.0、4.7、5.3m,其高度分別為3.0、4.2、4.6m。

圖4 磚穹頂結構立面圖

砌筑材料為當地生產的耐火磚,磚強度等級為MU20,容重不大于22kN/m3,主體結構的磚尺寸為230mm×115mm×65mm,拱門處的磚為楔形,尺寸分別為230mm×230mm×65(55)mm、230mm×115mm×65(55)mm。砌筑所用砂漿等級為M10。

工程建筑結構安全等級為二級,設計基準期為50年,結構設計工作年限為50年。……