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“泛美运动会”是世界上第三大国际性体育运动盛会，其规模仅次于夏季奥运会和亚运会。多伦多安大略作为主办城市举办了2015年的比赛，时间从七月十日到八月十六日。

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与安大略旅游营销伙伴公司合作，安大略政府委任了庆祝活动区的建设工程，这一工程希望在运动会期间突出安大略具有令人难以置信的多样性的文化和遗产。

建筑由一系列大跨度的充气拱门构成，好像一堆穿插纵互联的枕头，这些单体因为充气压力相同而组成了拱门。 两种阻燃纺织品用在了建筑上。这些白色不透明的纺织品组成了枕头从而构成整个拱门，这种材料为创造内部照明的有趣效果提供了机会。 建筑师的概念构想和利用的施工方法在一座去年在旧金山 Tectoniks Dreamforce大会上建造的建筑中就已经进行使用了

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规划部门确定了该馆需要满足安大略的建筑规范要求（obc2012）以及当地的消防安全规范。因为 obc2012 中没有提到该馆这种建筑形式的设计荷载要求，它采用了 ASCE 7-10（建筑物和其他结构的设计荷载最小值）中规定的要求。

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最主要的挑战是充分实现建筑师希望的修长而优雅的结构，同时满足各种规范的要求，特别是对风荷载的要求。因为在这样大而开放的，轻量建筑暴露在场地上很难满足这些要求。为了使结构尽可能细长，我们认为有必要制做一个准确的模型来预测展馆使用时受各种载荷后的挠度。我们利用编程计算出了这种挠度，来决定选用的材料。

利用充气结构的一个有趣的方面是，这种结构天生就十分纤薄。建筑上的充气柔性材料只有在充足气体之后才能承受一定的荷载。 充气气压在每一个结构中都是相同的，对于形体的限制将提供足够的压力来承受最大处压缩载荷，而不在其他部分产生超过材料强度的拉伸载荷（安全因素的应用）。

 Courtesy of Hariri Pontarini Architects

我们利用有限元分析的方法来促进这一过程的实现。 由于tectoniks技术的发展，我们将问题简化，将充气梁的抗弯刚度等效于刚性梁的抗弯刚度问题。 数据通过对不同直径和内部压力的设施进行荷载挠度试验确定。 使用这一数据建立有限元模型可以准确预测展馆的挠度。 模型也取得了最大弯矩出现在结构上的位置，这可以检查当内部的空气压力足以支撑所有压缩载荷前提下，材料的强度是否被突破。

使用这种方法使设计的结构设计进行了优化，使他们尽可能地细长，同时保持其结构性能。设计的细长感觉通过让直径较小的管道位于结构的边缘进一步增强。我们先建造了同比例的原型部分，进行构建和测试以验证预测的分析和评估方法。

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有限元分析同时也考虑了地面承受荷载的问题。 这使锚固系统的设计可以采用临时接地螺钉的联合控制超过200吨的展馆。 硬螺丝连接成为一个系列，让负载分布在每个补丁处，通过可调带调整到适当的负荷。 系统仅靠这样设计，没有利用绳索或其他装置。

加载补丁通过每个锚点把荷载点均匀分布到整个充气结构，使荷载不超过材料的强度。 在考虑各种因素后，每个补丁的最大载荷要求为1850公斤。通过循环增加补丁，单元的直径可以达到800mm，与中央的不锈钢连接，负载具有径向载荷环形传播的设计。 调节带被缝在底盘上，采用充气结构相同的材料，与之用建筑胶结合。 多次拉伸样品的实验保证了补丁是合适的。

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这座流动的展馆具有有机形式，完全不对称，没有重复制造任何织物单元 。这意味着数量庞大的独特单元会进行生产，并在很短的时间内制作。表面模型的每一个单元都绘制了详细的CAD图纸。Tectoniks 使用自己内部开发的软件，让15000个独特的3D面板同时转换成二维切割模式，并具有完整的身份号码，对准标记和预留缝。

控制并制造一大批独特的部件需要高效的规划和质量控制，确保每一块板尺寸精确地以正确的顺序装配。 超过40英里的焊缝必须进行精确的控制，同时还要进行结构的完整性和气密性检查。

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展馆需要精确地控制压力，以达到规定的结构性能要求的等级。因此，空气管理系统是总体结构方案的一个关键部分。 系统由六个独立的单元组成，每个包含四台侧通道鼓风机，在两个数字程序控制器的控制下工作。 每个单元安装了轮式飞行袋以简化处理和运输的过程。

过程控制器在展馆空气压力传感器上。 控制器编程上设置了低点和高点，通过开启和关闭保持在需要的压力。这是一个几乎气密的建筑，展馆进行一次充气仅消耗非常小的空气量（和电量）。

在展馆充气开始时，所有的风机同时使用，但一旦达到饱和，只有一小部分需要用来保持压力。 系统具有高水平的冗余程度。 在造成空气流失导致展馆损害时，控制器自动将多余的鼓风机上线进行补偿。展馆内使用了空气分区，进一步增强了安全性。每个区域都有它自己独立的充气单元，以便一个区域内的度损坏后，其余部分不受影响，并有足够的力量来支撑受损区域。

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在多变的天气条件下，空气压力因为阳光照射可能超过上限。这时，控制器将打开电动阀让空气逸出，直到空气压力恢复正常。

建筑师 Hariri Pontarini (建筑师)

地址 Harbourfront Centre, 235 Queens Quay W, Toronto, ON M5J 2G8, 加拿大

Designers and Fabricators Tectoniks

建筑面积 1200.0 m2

项目年份 2015

Category 展馆

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