世博轴索膜结构欣赏-“全球生态建筑奖

世博轴的阳光谷钢结构和巨型索膜结构被称为世界之最，是世博轴最具特色的工程之一，也是世博园标志性永久建筑和世博轴建筑最重要形象标志。巨型索膜结构屋顶膜面长约843米，最宽处约97米，膜面展开面积达7.7万平方米。由31个外桅杆、19个内桅杆及牵引桅杆和817根各类钢索作为支承系统，整个索膜结构由69块巨大的白色膜布拼装组成，创造了世界第一的索膜结构建筑。在形态上，索膜结构充分体现了“力随形”的特点，达成了力与美的完美统一。
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世博轴及地下综合体工程（以下简称“世博轴”，见图2-1），位于浦东世博园核心区，南起耀华路，跨雪野路、北环路及浦明路，至滨江世博公园。南北长1045m，东西宽地下99.5m~110.5m，地面以上宽80m，基地面积130699m2，总建筑面积227169 m2，其中地上建筑面积42877 m2，地下建筑面积184292 m2。。由-6.5m，-1.0m，4.5m，10m标高的平面及膜结构屋顶组成，并设有6个特征标志性强的阳光谷以满足地下空间的自然采光，阳光谷顶端与膜结构顶棚连接（见图2-2）。

膜结构
膜结构屋顶采用连续张拉结构，包括膜面系统和膜面支点系统两个主要方面。
总长度约840米，最大跨度约97米，总面积约64000 m2。膜采用聚四氟乙烯（PTFE）涂层的玻璃纤维织物。

膜面系统
膜面系统是整个世博轴建筑形象的主要组成部分之一，膜面南北（沿1-0～5-13轴）长843米，东西（沿A～J轴立面）最大投影宽度102.6米，总展开面积约64000 m2。膜面边界和内部布置了辅助膜面成形的边索、脊索和谷索，这些膜面索是荷载从膜面传递到支点的主要传力构件。脊索在平面上呈连续的之字形，相邻的脊索形成一个三角形，界定出一个膜面单元，该单元呈中央底四周高的单体倒锥形，整个膜面为连续的三角倒锥形膜单元形成的连续倒锥形曲面（见图2-4）。

膜面支点系统
支点系统是为膜面提供张拉支点的结构，包括四类支点：

膜周边桅杆支点
由外桅杆及相应背索形成的倒锥形膜面的周边支点，共计31个，对应结构为31根外桅杆和62根背索。外桅杆柱均向外侧倾斜，呈两排布置，柱脚分别位于土建B轴和J轴上，排距88米，柱距33米～77米不等（最大处77m在磁浮车站附近）。柱顶即支点标高靠近磁浮车站的2处为39米，2号阳光谷南侧和3、4号阳光谷北侧的3处为18米，其余为36米。

膜锥底下环支点
由固定在中桅杆下部的下拉环形成的倒锥形膜面的锥底支点，共计19个，对应结构为19根中桅杆和相应钢环及上下吊索。中桅杆均垂直地面，柱脚呈两排交错布置，排距22米，落于10米平台的E轴和F轴上。靠近磁浮车站的2处的下环标高为18米，其余为15米。柱顶标高靠近磁浮车站的2处为38米，其余为35米。

膜周边阳光谷支点
由阳光谷钢结构提供的膜面的周边支点，每个阳光谷3个支点，共计18个。

悬索支点
即中桅杆柱顶，在中桅杆顶和膜面谷索之间设置有限制膜面位移的悬索，每根谷索上均有四根。

膜结构各系统之间的联系
支点系统内部的联系
每一个中桅杆和围绕它的三个外桅杆之间设置连接柱顶的水平索。所有中桅杆和与之相联系的水平索、外桅杆、背索以及少量必要的临时索可形成一个自成立且相对独立于膜面系统的的张力结构，使这些支点不会发生机构位移。

支点系统与膜面系统间的联系
每一个支点单元与一个膜面单元对应，膜面传力构件边索、脊索、谷索均与相应支点连接。

阳光谷
世博轴“阳光谷”共有6个，结构体系均为三角形网格组成的单层网架，在底部为垂直方面，到上部边缘逐步转化为环向，采用三角形玻璃幕墙。

6个阳光谷体型不一，其中4#阳光谷为旋转对称，其余均为轴对称。每个阳光谷的高度为41.5m，最大的底部直径约20米，最大顶部直径约90米，6个总面积为31500 m2。

阳光谷钢构件均采用焊接箱型截面，截面高度180~240mm，宽度65~100mm，杆件长度1.00~3.5m。杆件材质均采用Q345B。6个“阳光谷”钢结构总重约3035t。

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