超薄屋面结构-板桁架

  板桁架作为一种超薄屋面结构解决方案，相较于传统屋面板结构，在自重和厚度上均有显著减小，不仅实现了屋面的极致纤薄化效果，而且保证了结构的稳定性和力学性能。目前，板桁架已大范围的应用于大跨度屋面、风雨连廊、高架人行步道、景观雨棚等建筑场景。

  在建筑行业，如图 1和图 2所示的日本静冈的Coeda House咖啡馆和美国加利福尼亚州的Steve Jobs Theater等。建筑设计师均采用了极为纤薄的屋面，使得建筑整体呈现出轻盈、通透的视觉效果。然而高昂的造价，使得类似建筑难以大规模应用。

  国内传统的屋面结构一般会用钢梁形式，并在钢梁外包覆铝板(图 3)。然而，钢梁为了承受荷载和保证结构强度，本身就具有一定的尺寸和厚度，再加上外部包裹的铝板，让结构整体的厚度变得很大。因此，寻找替代方案或者优化屋面结构设计成为了当前要重点关注的方向。

  板桁架是一种专对于于大跨度屋面的创新结构体系。通过在两块平行钢板中间焊接W型腹板，形成双向传力结构系统，使得结构拥有非常良好的受力性能。同时，板桁架的围护钢板参与受力，逐渐增强结构的承载性能。对于无其他装饰需求的项目，只需在上下弦板表面涂刷薄薄一层氟碳漆，对厚度的影响几乎可忽略。

  上海青浦元荡桥的桥面飘板就采用了超薄板桁架屋面与超细立柱相结合的设计，屋面与立柱连接位置的厚度仅有100mm，而边缘厚度最薄可达到6mm。这种轻巧的设计理念，使得整座桥在视觉上更加轻盈、灵动。此外，板桁架屋面与立柱连接的位置做了抗震节点加强措施，增强了整体结构的空间稳定性，同时保证了结构的侧向刚度。板桁架参与的多个项目都得到了国内外的认可并获得了著名奖项，充分体现了其在工程建设领域的卓越贡献。

  除上海外，板桁架在全国也有多个项目落地，例如武义星光美术馆、郑州北龙湖城市展厅、海宁德俊总部雨棚、杭州绿景堂雨棚等，如图7~10所示。

  以星光美术馆为例，具体分析板桁架在屋面结构上的实际应用。星光美术馆位于浙江武义市，是一个城市微更新项目，原址为当地的老年活动中心。为了在保留老年活动中心原有功能的基础上增加一定的开放空间，建筑设计师采用了板桁架对建筑做改造。板桁架在工厂加工时进行了开槽处理，使得玻璃幕墙顶部可以嵌入板桁架内。虽然幕墙开槽对结构强度造成了很大的影响，结构最终完成厚度仍然仅有150mm(边缘厚度为70mm)，充分展示了板桁架卓越的抗弯刚度和强度。而支撑板桁架的立柱仅为83mm，实现了超薄屋面和超细立柱的整体效果。此外，板桁架内部设置了一些圆形灯控，并预先埋设了电线管，使得板桁架底部保持在一个完整的平台，从而增强了结构整体的简洁通透。板桁架的精细加工和结构优化，使得整个建筑看起来轻盈而富有设计感。

  通过上述案例，板桁架充分体现了其在建筑屋面设计中超薄和高强的特点，相信这一创新结构未来能为建筑师在建筑的设计重提供更多的思路和选择方案。返回搜狐，查看更加多