Centro de eventos de Pentathlon moderno de China
Un centro de eventos multi-esportivos de aproximadamente 93.000 m2 de altura de 105 metros, construido sobre una compleja estructura de acero que combina sistemas de rejilla espacial y celosía diseñado, fabricado y erigido por Jiangsu Permanent Steel Structure Co., Ltd.
Cinco disciplinas, un campus vertical de acero
El Centro de Eventos de Pentathlon Moderno de China es una instalación de competición y entrenamiento construida para albergar el pentathlon moderno el deporte olímpico que comprime cinco disciplinas muy diferentes en un solo concurso: valla, natación de estilo libre, salto de show equestre, tiro con pistola láser y una carrera de fondo. Cada disciplina exige su propio espacio, su propia geometría y su propio entorno estructural, y el edificio que los alberga todos bajo un mismo programa debe ser una cartera de tipos arquitectónicos y estructurales en un solo cuerpo coordinado.
El centro responde con un edificio de aproximadamente 93.000 m2 de superficie total que alcanza 105 metros de altura una composición vertical de salas deportivas, cada una con su propio sistema de techos, apiladas y conectadas alrededor de la masa del edificio. La firma estructural del proyecto es su mezcla deliberada de sistemas: las rejilla espacial transportan los grandes techos de arena y salas acuáticas de largo alcance; las celosías de acero transportan las zonas de largo alcance y de caballo; y las dos están diseñadas como un continuo de caminos de carga en lugar de islas aisladas de tecnología.
Este estudio de caso examina los requisitos de instalaciones del deporte, la lógica estructural de un centro deportivo de 105 metros, por qué el híbrido de la red y la confianza es la respuesta correcta en esta escala, y la realidad de la carga dinámica de los locales que albergan multitudes, atletas y el equipo de la competencia.
¿Qué cinco disciplinas requieren realmente de un edificio
El pentatlon moderno es el deporte más exigente que se puede organizar: combina un deporte de precisión en interiores, un deporte acuático, un deporte de tiro al aire libre y un deporte de resistencia, cada uno con sus propias dimensiones regulatorias, líneas de visión y necesidades ambientales.
- El cerco: un salón de pista y asientos para espectadores piso de espacio claro, incluso iluminado, ambiente estable y libre de vibraciones donde un centímetro de movimiento de la hoja determina los ataques.
- Natación (200 m estilo libre): una piscina de competición con su propia sala un techo de gran luz sobre una atmósfera húmeda, cálida y llena de cloro, con la estructura del techo diseñada para el ambiente de condensación, corrosión y mantenimiento de una instalación acuática.
- Salto de espectáculo de equitación: una arena y un establo con diferentes necesidades ambientales superficies amigables para caballos, altura clara generosa, acceso para los animales y su logística, y extensiones que nunca forzan un curso de salto alrededor de una columna.
- Disparar con una pistola láser: una sala de precisión en la que la luz, la ventilación y la gestión acústica controladas sean requisitos estructurales adyacentes el envoltorio del edificio y sus planos de techo participan directamente en el entorno técnico.
- Correr por el país: Un curso combinado de carreras que se filtra a través del sitio y los alrededores del edificio es un reto de planificación y circulación tanto como estructural, tejiendo los espacios del lugar en una ruta de carrera continua.
Los cinco programas, colocados verticalmente, crean un edificio con grandes techos planos en múltiples niveles, largas extensiones claras en varias direcciones, una circulación vertical significativa y la realidad dinámica de las multitudes que se mueven entre los lugares.
105 metros de centro deportivo: las consecuencias estructurales de la altura
El programa de actividades deportivas es un conjunto de actividades horizontales: las salas están amplias, las cubiertas dominan, la altura es modesta.
Viento a 105 metros
La presión del viento aumenta con la altura y la exposición, pero para un edificio de este volumen el problema no es sólo la presión de revestimiento es el momento de derrumbe global. La alta masa del centro se comporta como un cantilever vertical en el viento, y cada bahía, cada piso y cada techo que lleva contribuye al momento de base que las fundaciones deben resistir. El sistema estructural se proporcionó en su conjunto para esto: el marco vertical y los diafragmas horizontales del techo actúan juntos, con los grandes techos que funcionan como las caderas del edificio para distribuir la carga lateral a los núcleos y marcos de abajo.
Comportamiento sísmico
La masa vertical y la respuesta sísmica comparten una relación simple: más pesada es peor. Los marcos de acero del centro y los techos de gran luz se proporcionaron por lo tanto como un sistema tridimensional completo masa, rigidez y resistencia distribuidas de manera que la respuesta dinámica del edificio es coherente en lugar de fragmentaria. La ductilidad del acero, la redundancia de las redes y la continuidad de las vías de carga fueron los trunfos sísmicos de diseño, aplicados a través de las disposiciones sísmicas nacionales para una estructura de esta altura y ocupación.
La ruta vertical de carga a través de pasillos apilados
La ingeniería más silenciosa y difícil del edificio no es el techo: es el viaje vertical de la carga a través de un edificio cuyos pasillos no comparten redes de columnas. La arena se encuentra debajo y el salón acuático a su lado, cada uno con su propio patrón de soporte; donde el diseño de la columna cambia entre los niveles, estructuras de transferencia redireccionar las cargas sistemas de celosía y vigas pesados que recogen las columnas arriba y entregan sus cargas a los soportes abajo en un plan diferente. El análisis de la redistribución que impone y el detalle de las fuerzas concentradas que crea en las columnas receptoras.
La altura de 105 m no es, por tanto, una vanidad de ingeniería; es el resultado espacial de apilar el programa verticalmente en un sitio de huella limitada, y la estructura es lo que hace posible apilar con cada espacio y espacio intacto.
Por qué el edificio necesita redes y celosía y cómo coexisten
Los techos de los centros no son un sistema sino dos, elegidos deliberadamente por zona, el equivalente estructural de un kit de instrumentos quirúrgicos en lugar de un solo martillo.
Las rejilla espacial
En el lugar donde se necesita un gran techo plano con un espacio claro el cuenco de la arena, el salón acuático, las salas de entrenamiento la rejilla espacial de doble capa es el caballo de trabajo: una red redondante de dos vías cuya redundancia, distribución bidireccional de carga y economía de fabricación establecida son las mismas propiedades que hacen que las redes sean el defecto para los grandes techos industriales y públicos en todo nuestro portafolio (documentado en el artículo página de tecnología de la red de esfera enbolsadaLas redes de esta zona abarcan las salas de competición con la geometría clara, libre de columnas y de nivel que necesitan la iluminación deportiva, el tratamiento acústico y la instalación de radiodifusión.
Los celosías
Cuando el espacio es largo, estrecho o con palanca de altura los niveles de transferencia, los largos corredores de programa, las zonas donde la estructura vertical interrumpe un diseño de la red el tronco de acero se hace cargo: un miembro profundo, eficiente y direccional que cruza largas distancias con un material mínimo y lleva cargas concentradas con gracia.
Cómo coexisten los dos sistemas
El híbrido es una palabra sucia cuando significa unir dos filosofías y esperar.
- Un modelo tridimensional: las redes y los celosía fueron diseñados en un solo modelo estructural, por lo que el límite entre ellos donde un marco de red se encuentra con una línea de celosía, donde un celosía aterriza en un marco de transferencia, donde un diafragma de techo carga a un núcleo de celosía es una interfaz verificada, no una costura.
- Rutas de carga compartidas: los diafragmas del techo distribuyen la carga lateral a ambos sistemas, y las zonas de borde sostenidas por el tronco alimentan el viento y la carga sísmica en los techos de la red como acción del diafragma; el edificio se comporta como un solo cuerpo, no como objetos separados que se tocan.
- Jerarquía de responsabilidad: La red lleva carga de área; el tronco lleva carga de línea y punto; los marcos y núcleos llevan carga global; las fundaciones la reciben. La jerarquía limpia es lo que hace que una estructura compleja sea analizablemente, fábulable y construible y es la disciplina que mantiene ~93,000 m2 de sistemas mixtos dentro de un programa ordenado.
La salida es un edificio cuya personalidad estructural es exactamente tan compleja como necesita ser y no más.
Cargas de vida: multitudes, atletas y la física de la emoción
Pocos edificios piden que sus estructuras bailen tan literalmente como lo hacen los locales.
- Carga rítmica de la multitud: Los espectadores no se sientan quietos. Clapsando, balanceando y saltando en sincronía especialmente en momentos de tensión inyectan fuerzas rítmicas en las cubiertas de asientos y, a través de la estructura, en los techos de gran amplitud. Los techos del lugar se evaluaron por su respuesta dinámica bajo tal carga y proporcionados para que sus frecuencias naturales se sientan cómodamente lejos de las bandas de excitación del movimiento humano el equivalente estructural de estar contento de no poder escuchar el latido a través del piso.
- Cargas de los lugares concentrados: Las tablas de puntuación y las pantallas de vídeo, los portales de iluminación, las plataformas de emisión y los puntos de montaje crean cargas dinámicas y estáticas concentradas sobre los pisos de la competencia; cada punto de suspensión fue verificado en función de su envoltura, y la redundancia de las redes absorbió las demandas locales sin refuerzo local desproporcionado.
- Medio ambiente acuático: La humedad y la atmósfera de cloro de la sala de piscina fueron tratadas como un entorno de diseño, no como una idea tardía: los sistemas de protección del techo, la coordinación de la ventilación y el control de la condensación fueron diseñados para una sala que se mantenga caliente y húmeda durante décadas.
- Movimiento de competencia: Los atletas actividades buceo en piscinas, saltos de caballos y aterrizaje, los atletas que corren entre lugares son cargas dinámicas por derecho propio; se verificó la estructura para las combinaciones de reglamentación con la amplificación dinámica que los códigos prescriben para las instalaciones deportivas.
El diseño dinámico es invisible en el edificio terminado, y ese es su éxito: el comportamiento de la estructura durante los momentos más ruidosos y excitantes de una competencia es precisamente tan tranquilo como durante una encuesta de la mañana vacía.
Edificio de 105 metros: fabricación y construcción de acero de gran altura
Todo el acero estructural para el centro miembros de la red, celosías, marcos de transferencia, columnas y sujetos fue fabricado en la base de Permanent Steels Xuzhou, con la cadena completa de pruebas: piezas codificadas, trazabilidad de certificados de fábrica, registros de NDT y ensayo de montaje de zonas críticas, incluido un nivel de transferencia y una bahía representativa de la red.
Lógica de la erección
La construcción se elevó en etapas disciplinadas: los marcos verticales y los núcleos primero, subiendo nivel por nivel con las estructuras de transferencia instaladas en sus pisos designados; las grandes redes de techo erigidas como bloques de montaje en tierra levantadas en su lugar una vez que sus marcos de soporte estuvieran completos; las zonas de celosía erigidas como unidades planas con apoyo temporal en los puntos de esplice. El trabajo de alto nivel se minimizó de la manera clásica la mayor cantidad de montaje posible se realizó a nivel del suelo en bloques preparados para el levantamiento y cada estructura provisional era estable bajo su propio peso y la exposición al viento de la altura, con los sujetos y los tipos detallados en el esquema de erección en lugar de improvisados.
Conexiones a altura
El sistema mixto del centro significa una población de conexiones mixtas: nodos de esfera de soldadura en las zonas de la red, conexiones de soldadura y de alta resistencia en los niveles de celosía y transfer, y las particiones de bolsas de penetración completa donde se unieron columnas pesadas y miembros de transferencia.
Conformidad, verificación y lugar de servicio
El diseño y la entrega siguieron la estructura, los códigos de acción y los códigos sísmicos chinos aplicados a través de un análisis tridimensional completo de la estructura completa redes, celosías, marcos de transferencia y núcleos como un sistema y la finalización se verificó en todas las escalas:
- Geometría: las coordenadas de los nodos de rejilla y celosía se encuestaron con el modelo en horizontes definidos; los grandes techos se verificaron para el nivel y el camber después de la despropación, con los niveles de transferencia confirmados para sus deformaciones de diseño.
- Certificación dinámica: La evaluación de la frecuencia de los techos del lugar se concilió con la rigidez construida, lo que dio a los operadores una confianza documentada en el comportamiento de las estructuras en la carga de multitud.
- Documentación: el expediente estructural cierra la cadena desde el certificado de molino hasta la encuesta final para cada miembro, soldadura, lote de perforación y lote de revestimiento la base de pruebas que un lugar necesita antes de su primer evento, y el registro que mantiene durante su vida útil.
En el servicio, el centro acoge las competiciones, los entrenamientos y los eventos que se construyeron para sus salas llenas, sus techos que se extienden, su estructura que lleva la emoción sin comentarios. Para los ingenieros que lo construyeron, ese es el punto: la estructura de un local deportivo se gana su sustento al ser ignorada durante los momentos que todos recuerdan.
Deportes de larga duración y arquitectura pública
El centro se basa en la caja de herramientas completa de la capacidad de construcción pública y de larga duración de Permanent Steel:
- Estructuras de rejilla espacial los sistemas de red bidireccionales que abarcan las salas de competencia.
- Las estructuras de celosía de tuberías los sistemas de celosía de larga distancia y de cuchillo.
- Centro de Cultura de Tai Chi Jiaozuo un cantilever de 40 m en un edificio público cultural.
- Shanghai Twin Hills Geometría orgánica en una estructura a escala de paisaje.
- Capacidades la base de fabricación y construcción de edificios altos y de sistemas mixtos.
- Servicios de ingeniería y EPC el modelo de responsabilidad única que se basa en lugares complejos.
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