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專欄文章|日本案例分享-木鋼混成梁索構造之設計與實證

By 德豐外部編輯2026年08月04日
專欄文章|日本案例分享-木鋼混成梁索構造之設計與實證

在日本東京武藏野大學新完工的體育館,其最大特色是在屋頂結構的設計,所開發的拱梁以有限元素數值分析以及實大尺寸試驗進行評估。

體育館空間長61 m、寬28 m、高15 m,設計要求是需有木材以配合綠色環境,需要滿足嚴格的防火規定,在載重方面要滿足自重、雪載重、風力、地震力等目標,並須加大拱梁下方的活動空間。

專欄文章|日本案例分享-木鋼混成梁索構造之設計與實證

在滿足上述的需求後,設計出跨距28 m的木-鋼混成拱型梁索構造,拱梁之間距為3.6 m,拱梁高度為2.5 m,上拱材為壓縮側採T型鋼,其鋼梁腹以歐洲赤松集成材包覆,並以直徑20 mm螺栓固定。下拱材為拉伸側,使用直徑42 mm鋼纜,上下拱之間的腹柱材為十字型鋼柱,並以歐洲赤松集成材包覆。兩端的拱梁支點分別由4支斜柱支承各支拱型梁索構造,每支斜柱亦由歐洲赤松集成材包覆十字型鋼柱所組成,全部梁索構造合計使用50立方米的歐洲赤松木材。

專欄文章|日本案例分享-木鋼混成梁索構造之設計與實證
專欄文章|日本案例分享-木鋼混成梁索構造之設計與實證

根據數值分析及實際試驗證實,透過木材的包覆能有效的改善鋼梁的挫曲現象,並能減少固定木材於鋼梁所需的螺栓數量。最終採用的混成拱型梁索構造設計較純鋼構造設計能提高50%的極限強度容量,而設計容量也可提升350%。

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地點:日本東京

完工年份:2017

用途:大學

建築設計:Nikken Sekkei 日建設計

 

文章撰寫:德豐外稿編輯

參考文獻:Nicolas Giron, Hiroaki Harada (2025) Musashino university school gymnasium: design and testing of a timber-steel hybrid beam string structure. World Conference on Timber Engineering 2025. p.100~109.

照片出處:
https://www.proceedings.com/content/080/080513-0013open.pdf
https://www.jsdclub.jp/Award_2019_1.html
https://www.nikken.co.jp/ja/news/awards/2019_01_15.html

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