|
摘要
『林口體育館係由台塑關係企業王永慶王永在昆仲捐獻建造，是一個室內可容納15000人觀眾之大型綜合體育館。其球面屋架投影為直徑131.4公尺之圓形，即結構跨徑長達131.4公尺，且室內垂直高度達47.7公尺之超巨大結構。
該館由宗邁建築師事務所設計監造，結構規劃設計則由台塑業主代表周承深總工程師直接委由廖慧明建築師事務所辦理，要求工程總造價不得超過六億元預算。1978年基本設計完成後送日本審查，當時日本東京大學名譽教授梅村魁工學博士讚許為一優異之設計，可謂在工程之先端。台塑又託梅村魁工學博士引薦，委託日本有名的大成建設審視全案，並提出吊升法(Lift-Up Method)施工等建議，而現場吊升作業則建議委由瑞士VSL公司辦理。林口體育館結構之基本設計於1978年完成編寫設計報告，並於1980年登載於現代營建期刊第2期。最後於1986年全部完工正式啟用時，為台灣當時最大綜合體育館。
本案結構工程先進技術，包括(1)整體結構立面規劃以6為模矩。(2)球形鋼骨屋架結構分析法採薄殼(shell)及立體桁架(space truss)二階段分析，以優化設計成果(3)球形鋼骨屋架之拉力環樑(tension ring)由鋼骨(S)改為預力混凝土(PC)以節省用鋼量，並改善鋼弦桿應力。(4)採用內外兩種預力混凝土環樑，內為預鑄(precast)預力實心樑，外為場鑄(cast in place)預力中空箱形樑(5)吊升定位後以32mm高拉力鋼棒將內環樑與外環樑預力結合，共48處採用288根高拉力鋼棒施力串接。(6)預鑄預力實心樑及屋架鋼骨、屋架覆面、防水層等皆在地面加工組立完成體後，再用吊升法拉高至柱頂以高拉力鋼棒結合後即一次施工完成，無需高空作業，工人安全施工品質好。(8)地面(EL232公尺)以上支撐柱採用鋼骨鋼筋混凝土(SRC)V形柱，外觀精細美麗又安全，成為本館外觀亮點。(9)地面(EL232公尺)以下，包括支柱、樑、牆及基腳基礎等全部採用傳統鋼筋混凝土(RC)結構，既經濟安全又耐久耐火。簡言之，主構材料，屋架採S、內環樑採用Precast PC)、外環樑採用PC、V形柱採用SRC、地面以下結構採用RC等，皆因地置宜，各工項時程配合吊升法施工得宜。最後達成業主要求的主體結構預算6億，時程2年的目標!
一、前言
林口體育館，現在館前標示為＂國立體育大學綜合體育館＂(詳圖1)，其對應之林口體育館結構立面，顯示立體桁架之球面鋼屋架、預力混凝土拉力環樑及V形SRC柱＂(詳圖2)。林口體育館位於距台北市西南邊18公里的台地上。體育館球面屋架投影為直徑131.4公尺之圓形，即結構跨徑長達131.4公尺，室內垂直高度47.7公尺，室內可容納15000人以上觀眾，為一符合國際標準之巨型綜合體育館＂(詳圖3)。該館由國內有名的宗邁建築師事務所設計監造。本館原來結構規劃由美國最負盛名的SOM公司辦理，採平面屋頂，因跨徑大造價高，台塑業主才再委由美國歸來的結構大師廖慧明工學博士主持的事務所辦理結構規劃設計。再經廖博士恩師日本東京大學名譽教授梅村魁工學博士，引薦日本大成建設審視全案，提出屋架鋼骨在事先整地，堆土夯實成像屋架外型的＂土饅頭＂，工人即可站在＂土饅頭＂之地面上安全施做鋼骨加工組立，待配合內圈預鑄預力混凝土拉力環樑組裝完成一體後，再用吊升法(Lift-Up Method)一體拉高至柱頂外圈尺場鑄預力混凝土拉力環樑位置，採用拉力鋼棒穿過內外預力混凝土環樑，預壓鎖緊結合後即施工完成。林口中正體育館結構部分基本設計於1978年完成編寫設計報告送審，並於1980年登載於現代營建期刊第2期，最後於1986年全部完工啟用時，為當時台灣最大綜合體育館。
二、設計特色
本館設計特色，包括(1)整體結構系統配置採用模矩法，簡單對稱又有效率(2)球形鋼骨屋架分析分二階段，以優化設計(3)球形鋼骨屋架之拉力環樑由鋼骨改為預力混凝土以節省鋼量及改善屋架應力行為(4)採用內外兩種預力混凝土拉力環樑，以配合吊升法施工(5)球形屋架鋼骨加工組立難度高，先築球面外形的＂土饅頭＂，工人站在土饅頭之地面施工，安全又可靠(6)採用鋼骨鋼筋混凝土(SRC)V形柱，既美觀又安全(7)地面以下部分結構採用鋼筋混凝土(RC)，經濟安全又耐久耐火。各特色分別在(一)至(七)說明
(一)整體結構系統配置採用模矩法：
規劃球面屋頂之球心角60度，球面正三角之三角和180度，每角也是60度，投影圓面積分為相同的六個，每個圓心角也是60度，以6為模矩簡化了鋼骨桁架成為6個相同部分，每個部分之桁架桿件相接成正三角為準，按節點計算之桿件長度，大部分上弦4.250m下弦4.184m。支撐結構系統也以6為模矩，採48根支撐柱，48是6的8倍，亦即圓周每60度角有8根等距的支撐柱(參考文獻1.、2.)。球形鋼屋架之桁架平面圖，從斷面1、2、3看，完全一樣(詳圖4)，，將圓形鋼架以60度分成六等份，桁架桿件從正中央開始，各以60度角開始相接成正三角。鋼桁架底之桿件為調整三角形，俾與底圓之預力環樑相接，且98mm圓形接合板以有一根桿件直通為原則 (詳圖5)。……更多文章內容，請參閱-現代營建雜誌 488；P34~P46。
| 