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鸟巢体育馆工程

作者:圣凯莱斯 来源: 日期:2017-9-30 15:35:52 人气:99

鸟巢(国家体育场),是2008年北京奥运会主体育场,由2001年普利茨克奖获得者赫尔佐格、德梅隆与中国建筑师李兴刚等合作完成的巨型体育场设计,形态如同孕育生命的“巢”,它更像一个摇篮,寄托着人类对未来的希望。设计者们对这个国家体育场没有做任何多余的处理,只是坦率地把结构暴露在外,因而自然形成了建筑的外观。国家体育场于2003年12月24日开工建设,2004年7月30日因设计调整而暂时停工,同年12月27日恢复施工,预计2008年3月完工。工程总造价22.67亿元。“鸟巢”外形结构主要由巨大的门式钢架组成,共有24根桁架柱。国家体育场建筑顶面呈鞍形,长轴为332.3米,短轴为296.4米,最高点高度为68.5米,最低点高度为42.8米。

折叠编辑本段详细资料

折叠外形结构

基本材料

“鸟巢”外形结构主要由巨大的门式钢架组成,共有24根桁架柱,现已完成20根桁架柱整柱及2根下柱吊装。国家体育场建筑顶面呈鞍形,长轴为332.3米,短轴为296.4米,最高点高度为68.5米,最低点高度为42.8米。

设计方案

在保持“鸟巢”建筑风格不变的前提下,新设计方案对结构布局、构建截面形式、材料利用率等问题进行了较大幅度的调整与优化。原设计方案中的可开启屋顶被取消,屋顶开口扩大,并通过钢结构的优化大大减少了用钢量。大跨度屋盖支撑在24根桁架柱之上,柱距为37.96米。主桁架围绕屋盖中间的开口放射形布置,有22榀主桁架直通或接近直通。为了避免出现过于复杂的节点,少量主桁架在内环附近截断。钢结构大量采用由钢板焊接而成的箱形构件,交叉布置的主桁架与屋面及立面的次结构一起形成了“鸟巢”的特殊建筑造型。主看台部分采用钢筋混凝土框架一剪力墙结构体系,与大跨度钢结构完全脱开。

Q460钢材的运用

说起Q460钢材,大多数人可能都不了解。“鸟巢”结构设计奇特新颖,而这次搭建它的钢结构的Q460也有很多独到之处:Q460是一种低合金高强度钢,它在受力强度达到460兆帕时才会发生塑性变形,这个强度要比一般钢材大,因此生产难度很大。这是国内在建筑结构上首次使用Q460规格的钢材;而这次使用的钢板厚度达到110毫米,是以前绝无仅有的,在国家标准中,Q460的最大厚度也只是100毫米。以前这种钢一般从卢森堡、韩国、日本进口。为了给“鸟巢”提供“合身”的Q460,从2004年9月开始,河南舞阳特种钢厂的科研人员开始了长达半年多的科技攻关,前后3次试制终于获得成功。如今,为“鸟巢”准备的Q460钢材已经开始批量生产。2008年,400吨自主创新、具有知识产权的国产Q460钢材,将撑起“鸟巢”的铁骨钢筋。

特殊结构

此外,屋顶内环主桁架吊装和立面次结构安装已全面展开。“鸟巢”钢结构所使用的钢材厚度可达11厘米,以前从未在国内生产过。另外,在“鸟巢”顶部的网架结构外表面还将贴上一层半透明的膜。使用这种膜后,体育场内的光线不是直射进来的,而是通过漫反射,使光线更柔和,由此形成的漫射光还可解决场内草坪的维护问题,同时也有为座席遮风挡雨的功能。更为匠心独具的是,“鸟巢”把整个体育场室外地形微微隆起,将很多附属设施置于地形下面,这样既避免了下挖土方所耗的巨大投资,而隆起的坡地在室外广场的边缘缓缓降落,依势筑成热身场地的2000个露天座席,与周围环境有机融合,并再次节省了投资。

折叠主要特色

防雷

俯瞰“鸟巢”,人们会发现它的屋面比较平坦圆滑,不像一般建筑物的屋面那样安装有杆状或铁塔状的避雷针,也没有避雷带之类的东西,这是为什么呢?难道“鸟巢”没有什么防雷措施吗?

其实,“鸟巢”的防雷设计采用的是最传统的防雷技术。充分利用建筑结构自身的有利条件,将鸟巢的金属屋面,钢结构中的钢构件、钢筋混凝土中的钢筋等通过焊接等方式进行有效连接,整个“鸟巢”的“钢筋铁骨”部分构成了一个理想的“笼式避雷网”。为防止雷击时对人体的伤害,在场馆内人能触摸到的部位,比如钢柱等,都相应作了等电位连接;“鸟巢”内的几乎所有设备与“笼式避雷网”都有可靠连接,保证雷电来临瞬间产生的巨大电流能通过“笼式避雷网”导入地下,以此最大限度地保证场馆自身、仪器设备和人身的安全。

抗震

“鸟巢”所用钢材强度是普通钢的两倍,是由我国自主创新研发的特种钢材,集刚强、柔韧于一体,从而保证了“鸟巢”在承受最大460兆帕的外力后,依然可以恢复到原有形状,也就是说能抵抗当年唐山大地震那样的地震波。托起“鸟巢”最关键的是“肩部”结构,这一部分所用的钢材——“Q460”钢板厚度达到了110毫米,具有良好的抗震性、抗低温性和可焊性等点。为满足抗震要求,钢构件的节点部位还特别作了加厚处理,杆件的联结方式一律为焊接,以增加结构整体的刚度和强度。“鸟巢”凌空的屋顶气势不凡,支撑它的24根巨大钢柱脚更是壮观雄伟。为保证建造在8度抗震设防的高烈度地震区的“鸟巢”能站稳脚跟,科研设计人员克服“鸟巢”柱脚集合尺寸大且构造复杂、我国现行规范的计算假定与设计方法难以适用等情况,为这些钢柱脚增加了底座和铆钉,将柱脚牢牢铆在了混凝土中。柱脚下的承台厚度高达400~600米,24根巨大钢柱分别与24个巨大的钢筋混凝土墩子牢固地连在一起,共同擎起巨大的"精钞"

绿色

国家体育场设计大纲要求“国家体育场的设计应充分体现可持续发展的思想,采用世界先进可行的环保技术和建材,最大限度地利用自然通风和自然采光,在节省能源和资源、固体废弃物处理、电磁辐射及光污染的防护和消耗臭氧层物质(ODS)替代产品的应用等方面符合奥运工程环保指南的要求,部分要求达到国际先进水平,树立环保典范。”

科技

国家体育场设计大纲要求:“国家体育场的设计应充分考虑以信息技术为代表的,包括新材料和环保等技术的高新技术。在建筑、结构、建材、环保、节能、智能化、通信、信息和景观环境等方面,通过采用可靠、成熟、先进的高新技术成果,将国家体育场建设成为一个具有以人为本的信息服务、方便可靠的通信手段、先进舒适的比赛环境和坚实可靠的安全保障的特点的新型场馆。在设计中体现奥运场馆的时代性和科技先进性,使其成为展示我国高新技术成果和创新实力的一个窗口。”

人文

国家体育场设计大纲要求“国家体育场的设计应有利于普及奥林匹克精神、弘扬中华民族的优秀传统文化,并应充分考虑各类人员(包括残疾人和有行动障碍人员)的需求,建立适宜的人文环境。” 在体现人文关怀方面,设计对建筑功能、运营使用上做了细部设计以体现人文关怀。


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