天津市建筑学会
The Architectural Society of Tianjin China

小米醋博物馆结构设计入围2019世界结构大奖

近日，世界结构大奖Structural Awards公布入围名单，天大设计总院作品：小米醋博物馆（Millet Vinegar Museum）凭借“硬核”的结构设计成功入围，这是继今年该项目建筑设计入围美国英国德国和西班牙四个国家大奖后，结构设计再传佳讯。

Structural Awards2019

世界结构大奖

从1968年开始，The Structural Awards 对全球范围内的基础设施以及建筑项目的结构设计进行表彰，挑选出卓越的兼具创意、美感、可持续性和价值的项目。

大奖由结构工程师协会（Institution of Structural Engineers）组织发起，50多年的历史里，包括悉尼歌剧院、法国巴黎蓬皮杜中心、英国威尔士塞文桥等伟大的结构设计都曾经获得相应的结构奖项。

评委会点评词：

小米醋博物馆美丽的砖穹顶高147层砖，被三个巨大拱形开口刺穿。

虽然在某些方面这可能被视为传统结构，但工程师的设计方法显然是细致和大胆的。

穹顶位于中国山东省地震高发地区。工程师们显然抵制住了背叛纯砖形式的诱惑，没有采用钢或其他延性加固件。相反，他们依靠信心，通过对穹顶形状精确、仔细的分析和优化，来抵抗侧向力。

每层砖都经过精心规划和排序，以避免使用模板。每层砖的细微旋转，使拱形开口具有装饰性纹理。这是一个由工程师富有技能和情怀的双手指导设计的兼具概念与美感的项目的极好例子。

小米醋博物馆位于中国山东省淄博市周村区王村镇，是在一个王村酿造厂厂区基础上进行改扩建而成。此次入围结构大奖的是博物馆入口的砖穹顶结构。

项目名称：小米醋博物馆（Millet Vinegar Museum）

建设地点：山东省淄博市

结构团队：孟祥良，孙峣，王磊，丁永君，安海玉

完成时间：2018年

建筑面积：835.65平方米

小米醋博物馆

穹顶结构入口

历史悠久的的醋文化和古朴的器皿给予了设计者最初的设计灵感，穹顶结构的外形与醋坛子相似，并且阳光透过穹顶顶部天窗照入室内，投射出醋坛子形状的影子，影子的形状也随着时间不断变化。设计者选择了当地生产的耐火砖作为穹顶结构的材料，在当地，耐火砖的生产和砌筑工艺已经十分成熟，且砖窑结构也普遍采用了穹顶形式。他们将穹顶的设计方案与当地砖窑相结合，并对砌筑工艺进行了改良，使其造型更为美观。

醋坛子

穹顶概念图

醋坛子形状的投影

设计者通过对穹顶计算模型在静力和地震作用下的内力分析，不断优化穹顶的形状，使其受力最合理，并最终确定为穹顶结构形状。穹顶结构高度为9.1m，底部直径为12m，顶部直径为4m，并在底部设置三处拱形门洞，跨度分别为3.0m、4.7m和5.3m。

方案确定后，设计者在软件中建立了精确施工模型，并编写了相应程序从而计算出每层砖的高度、半径、砖数以及每块砖的水平倾角、转角。

（a）静力作用

（b）X向地震作用

（c）Y向地震作用

MIDAS模型-砖排布规则

在穹顶的混凝土基础完成后，首先施工的是三处拱形门洞。拱门处耐火砖为楔形砖，尺寸分别为230×230×65（55）和230×115×65（55）。拱门的宽度为3皮砖（两块大砖，一块小砖），以避免形成通缝。

拱门施工

穹顶主体结构共147层耐火砖，每块砖尺寸均为230mm×115mm×65mm。最底层砖数为195块，厚度为460mm（两皮砖），砖水平倾角为0度，砖长边方向为圆的径向。随着层数的增加，每层砖的数量不断减小，砖水平倾角不断增大，砖长边方向也不断旋转，但厚度始终为两皮砖。到最顶层时，砖数为51块，砖水平倾角为55度，砖长边方向为圆的法向，厚度为230mm（两皮砖）。

整个结构中，砖缝砂浆的厚度最小为3mm，最大为20mm，并保证砂浆饱满。上下相邻的两层砖均错位放置，而且每隔若干层，设置一层“不旋转层”（砖水平倾角继续增大，但砖长边方向均指向圆心），这样不仅能防止在砖数和角度不断变化的情况下形成竖向通缝，也让立面有了层次感，效果更加美观。