2015年米兰世博会于2015年5月1日至10月31日期间在意大利米兰市举行。下面介绍中国企业联合馆的结构设计。

1 建筑概述

2015年意大利米兰世博会中国企业联合馆位于2015年米兰世博会NE.6地块，属于非官方自建馆，地上三层，建筑面积约2000平方米，建筑高度12米，基地位于世博会园区东西向世博大道以北、南北向景观轴以东。

2015年意大利米兰世博会的主题为“滋养地球，生命能源；为食品安全、食品保障和健康生活而携手”，希望促进人与自然的和谐均衡发展。中国企业联合馆在呼应世博会主题的同时，选择“中国种子”作为展馆主题意象，来反映中国企业的发展与成长，展示中国企业重视食品安全、珍惜自然资源的发展目标。

建筑设计效果图

同时，建筑设计构建了“方圆”、“内外”、“虚实”、“刚柔”、“动静”等一系列空间形态的二元关系，与“道法自然”、“有无相生”的思想相通。建筑轮廓为一方形体量，在当中嵌入树状柱筒、环形中庭及其内部的绿核，以“负阴抱阳”的姿态，将外部空间引入室内。观展流线在内外之间不断转换，并在不知不觉中到达屋顶花园。从建筑的任何角度都可以看到内外空间的自然衔接，空气和光线完全可以进入建筑最深处。

建筑形态构成

2 结构概述

建筑造型的独特给结构设计带来巨大挑战，建筑的外观表现为舒缓展开的轻盈表皮，这就需要结构设计时不仅得满足受力和构造要求，还必须通过体系优化来实现建筑师所营造的轻盈和飘逸效果。在东南角建筑入入口处，表皮向上掀起一角，充分展示了这一生命之膜裂变和萌发的寓意，而在西北角表皮也向上卷起，其下也为无柱空间。结构设计需要考虑如何实现结构传力合理，而同时不显笨重。

（1）结构体系与布置

本工程地上主体部分采用“钢框架结构+立面悬挑桁架”结构，楼板采用压型钢板混凝土楼板。结构在椭圆形轴线2轴结合树状柱的形状布置一圈交叉斜柱，为放映厅和中意花园的楼面提供边界支承；在3轴位置布置若干钢管柱，为每层楼板边界梁和坡道梁提供支承，在立柱和立面桁架之间设置主梁，形成框架结构。在结构东西立面结合玻璃幕墙设置间距为2m的矩形幕墙立柱，在结构南北立面设置间距约为3m的圆形幕墙立柱，为南北立面的膜结构提供主骨架。东西立面结合玻璃幕墙设置幕墙立柱和柱间幕墙梁，南北立面根据建筑效果布置为立面桁架结构。

结构三维模型

（2）设计规范与荷载取值

中国企业联合馆位于意大利米兰市，建筑工程的地域性和独特性决定了设计规范必须采用当地标准，故本工程以NTC2008（Decreto del Ministero delleinfrastrutture 14 gennaio 2008）为结构基本设计规范，从结构的材料选用（钢材选用S355级）、荷载选取到构件设计、施工方法等均以意标为准，部分设计辅以欧标，保证结构设计不违反当地法令。

本结构建筑高度为12 m，由NTC2008§3.3.2计算得到相对速度 vb=25m/s，进一步得到风的动力学压力qb=390.5Pa。由NTC2008§3.3.7，取地形系数为1.0，地形起伏分类为B类，方位系数为Ⅳ类，故12m处高度变化系数取1.95。风振系数参考意大利规范NTC2008§3.3.8，取为1.0，体型系数根据条例n.617 2/02/2009中确定。根据上述参数，可计算得到风荷载大小为0.17kN/m2(negative pressure)，0.34kN/m2(pressure)。

本工程地震作用采用重现期为35年的SLD频谱和重现期为332年的SLV频谱设计。根据NTC2008§2.4.1，结构为临时工程，其额定寿命≤10年；根据§2.4.2，结构使用级别为Ⅱ类，其使用系数为Cn为1.0；根据地质报告可知，土的类型为C类。本工程中的所有框架梁和框架柱参与结构抗震。

地震作用参数取值

3 设计要点

（1）树状柱设计

中国的传统木构建筑和意大利最杰出的拱券结构传统建筑都是杰出的结构美学之作，在企业馆的设计中我们也试图赋予结构构件以美学含义。我们在建筑核心设置了树状柱，它们相互交叉支撑，整体形成一个椭圆形柱筒。结构师依照不规则造型布置钢结构折形柱，使树状柱成为建筑设计的亮点。绿核影厅由树状柱筒吊挂，可取消影厅下部立柱，-2m展厅的边界得以无碍地延伸到枝状柱，环形光井被纳入展厅空间。此外，树状柱还承担环形坡道的重量，是结构设计中的关键部位。在枝状柱的生产和安装方案中，柱筒整体被分成内、外两个展开面以及若干小的侧面来拼装，实现了很好的表面平整度。

树状柱筒模型

树状柱筒施工

（2）结构大悬挑

结构成就建筑之美，轻盈飘逸的建筑效果需要结构可靠的支撑。由于造型需要，本工程在东南角和西北角均为大悬挑结构。在东南角，8m标高设有楼面，为满足屋面和8m标高楼面变形的限值要求，我们利用东侧立面桁架和南侧立面桁架形成巨大的人字型支撑，高效的实现了力流的转化和落地，使得“掀起一角”的效果得以完美实现。对于西北角的大悬挑，我们则利用的北侧立面桁架悬挑，并在西侧的LED屏幕后方设置悬挑端桁架，使得屋面和里面整体协同作用，增加了西北角悬挑端的竖向刚度。

东南角大悬挑

西北角大悬挑

（3）结构转换

中国企业联合馆内部使用空间有限，这导致许多竖向构件的不连续，转换构件的设计也增加了整体结构的设计难度，我们尽量将许多转换柱隐藏于隔墙之内，并增加转换梁的安全性，实现建筑功能和结构传力路径的双重转换。

（4）内核吊挂设计

本工程在树状柱内侧设置有影院和中意花园两层结构，但位于其下的一层展区需要营造无柱空间，结构设计时充分考虑可利用的外部框架结构条件，我们设置了两道传力路径导荷。其一是通过屋面结构的吊杆悬挂，结构叜树状柱顶沿周圈设置了58根吊杆吊挂于9.3m标高的中意花园边梁之上，这些吊杆兼做玻璃屋面的主龙骨；其二是将中意花园层和影院层各三根结构梁外伸到柱状柱侧，实现荷载向树状柱上的传力。通过这两道路径，我们将内核的竖向荷载传递至外框结构上，在保证内核设计安全性的前提下，实现了内核下部展区的无柱空间。

内核吊挂

（5）BIM技术

BIM技术利用协同设计方法将建筑、结构、设备等各个专业置于同一个工作平台下工作，在第一时间进行错漏碰缺的检查，让设计师门迅速获得设计上的指导意见，大大提高了结构与建筑、设备之间的沟通效率。CCUP造型独特功能复杂，建筑高度要求严格，管线综合完全依赖于BIM模型，通过充分利用梁间空间以及在钢结构梁上开洞等措施，最大程度地压缩了管线所需空间。

BIM模型

4 设计感想

（1）中意规范与习惯的差异

中国企业联合馆项目是同济建筑设计研究院在欧洲从方案到施工图全套自行完成的项目，相比同类型的国内项目我们要遵守当地法律和红线不能逾越，同时又要尊重当地的设计和是施工习惯。我们翻译并研读了意大利的结构设计法令，并对照中国规范逐条进行对比和理解，重点关注两国设计规范的不同之处，如风荷载计算和各系数的取值方法、地震作用的相关参数取值、影响楼面舒适度的楼板震动频率等等，只有熟悉理解了这些才能保证结构设计在中国和意大利均能满足相关规范的要求。

对习惯差异主要体现在结构连接构造和施工过程方面。国内由于劳动力价格相对较低，对于复杂的钢结构建筑，更多使用焊接。而在国外分工精细，劳动力昂贵，相反机械化程度却比较高，工人更习惯采用螺栓连接。因此，在CCUP的设计过程中，我们尽可能的采用螺栓连接，对于必须焊接的位置，尽可能采用工厂焊接，以此来减少工地现场焊接的比例，从而节省建造时间和施工费用。同时，通过合理优化施工安装方案，使得整个钢结构在世博会结束后可以实现拆解和再造。最大程度地实现可循环与可持续，这也符合米兰世博会的理念。

所有的这些差异带给我国设计团队和意大利顾问团队的无数博弈和碰撞，最终达成一致才有了中国企业联合馆的顺利竣工，我们在此过程收获良多。

（2）一体化设计的重要性

随着空间建筑造型越来越复杂，一体化设计在空间结构设计中应用也而来越广泛。一体化设计主要是指转自：建筑结构-公众号设备一体化设计，即在设计过程中，兼顾考虑结构形式受力的合理性以及对建筑室内空间的造型影响、兼顾考虑设备管线排布与结构布局及建筑观感的影响、兼顾考虑细部构造对整体效果的影响。这一理念的实施需借助先进的设计工具，如BIM平台协作设计技术、Rhino软件的二次开发辅助等。中国企业联合馆从设计伊始便将结构与建筑至于同一平台下，寻找建筑造型与结构安全之间的平衡点，而施工图阶段中在BIM技术的支持下更是高效的解决了错综复杂的管综布置，完成了大量的管线穿梁洞的工作，这绝不是传统方法在有限的时间内能应付的了的。未雨绸缪，一体化设计促进了整个工程从设计到施工的顺利推进。

施工建造现场

建成后现场

项目信息

业主：上海米博投资发展有限公司

地点：2015米兰世博会NE.6地块

总建筑面积：约2000m2

设计时间：2013.11~2014.11

竣工时间：2015.04

建筑设计：同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司

建筑设计：任力之、吴杰、孙倩、李楚婧、邹昊阳、许文杰

结构设计：丁洁民、虞终军、张峥、陆燕、周旋、江帆、李璐

机电设计：龚海宁、王希星、彭岩、王昌、杨诗家、花莉、马文军

BIM设计：张东升、刘建、李莉

声学设计：王静波

景观设计：刘立立、肖佳君、黄应杰

灯光设计：黎欧思照明（上海）有限公司, 王臻、张靓、赵双明、刘新新

交通顾问：陈小鸿、叶建红

摄影/图片版权：同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司

特此感谢中国企业联合馆执委会、宝钢钢构集团和上海七建对本工程的大力支持。

有关该项目更详细的结构计算分析内容后续将在《转自：建筑结构-公众号》杂志上刊登，敬请关注。

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《转自：建筑结构-公众号》杂志

1）受相关会议组委会委托，《转自：建筑结构-公众号》杂志社协助组织国内的专业人士参加2015年国际上三个重量级的学术会议：国际薄壳结构与空间结构大会（IASS 2015，荷兰，8月）、第五届世界结构工程大会（SEWC 2015，新加坡，10月）、世界高层都市建筑学会大会（CTBUH 2015，美国，10月）。有意参加者请发姓名、单位、职务、手机、email至178414288@qq.com，以便我们初步预估参会人员规模，后续也将把更新、更详细的会议日程和活动日程发给您。咨询电话：010-68362261；手机：18500192668。点击此处查看详情

2）5月13-15日，西安：新版《钢结构设计规范》详解高级研讨班。主讲人：王立军（中冶京诚工程技术有限公司结构总工，博士、教授级高级工程师，新版《钢规》主编）；童根树（浙江大学教授，博士生导师，新版《钢规》、《高钢规》主要编制人之一）。咨询电话：010-57369042，18610687469。

3）5月21-23日，上海：设计企业管理高级研修班——从“设计”到“管理”。讲师：季征宇（悉地国际（CCDI）副总裁）。根据当前市场形势和行业危机，结合前几期学员的建议，推出最新版本，旨在帮助企业和设计师顺利度过危机，突出重围，实施有效创新和转型。咨询电话：010-57368783，15801601545。

4）5月22日，合肥：BICP专题技术交流会，参会免费（差旅自付）。主讲人：北京银泰建构预应力工程有限公司张开臣（技术总监）、周 正（工程总监）、许曙东（董事长兼总经理）。咨询电话：010-57368781，18610687469。5）5月29日，武汉：复杂高层与超高层结构设计高级研修班——武汉中心站。特邀华东院参与该工程的结构设计核心团队（周健、陈锴、江晓峰、张一峰）和中建三局该项目总工周杰刚，深度解析武汉中心项目设计和施工全过程。咨询电话：010-57368781，18610687469。

6）6月12-14日，上海：结构施工图设计与审图常遇问题分析及对策研讨班。授课专家：魏利金（北京三磊建筑设计有限公司结构总监、总工程师）。通过大量的国内外工程实例，紧密结合新版规范的应用，对结构设计、审图中常遇的热点、疑难问题进行剖析、探讨，并提出相应的技术措施。咨询电话：010-57368783，15801601545。

活动详情可点击左下角转自：建筑结构-公众号或返回上页点击最新活动查看详情。

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