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1、第37卷第2期土木工程学报Vol137No122004年2月CHINACIVILENGINEERINGJOURNALFeb12004北京奥运国家游泳中心结构初步设计简介傅学怡顾磊施永芒邢民(国家游泳中心设计联合体)摘要:中标的北京奥运国家游泳中心成功创造性地采用了由气泡理论衍生的新颖合理的多面体空间刚架结构。本文介绍了这一新型多面体空间刚架结构的构成、性能及其有待深化研究的主要课题。同时简要介绍了该工程整体结构体系的构成、计算分析、基础、ETFE充气枕、钢结构抗火设计、施工方法等有关内容。关键词:
2、水立方;气泡理论;威尔勒—菲兰多面体;多面体空间刚架;ETFE充气枕中图分类号:TU24514文献标识码:A文章编号:10002131X(2004)0220001211ASHORTGUIDETOTHESTRUCTURALPRELIMINARYDESIGNFORBEIJINGOLYMPICNATIONALSWIMMINGCENTERFuXueyiGuLeiShiYongmangXingMin(CSCECNationalSwimmingCenterDesignConsortium)Abstract:A
3、newspacesteelframestructurecomposedofpolyhedra,whichweredevelopedfromthefoarmtheory,wassuc2cessfullycreatedandadoptedinBeijingOlympicNationalSwimmingCenter.Itsgeometryforming,behavior,furtherresearchareintroduced,andtheprojectmainstructuresystem,analy
4、sis,foundation,ETFEcushion,fireresistance,proposedcon2structionmethodsetc.aredescribeclaswellinthispaper.Keywords:water2cube;foamtheory;Weaire2Phelanpolyhedron;polyhedronspaceframe;ETFEcushion深入的优化。“水立方”的长宽高为177m×177m×21项目概况31m,建筑总面积800000m,赛时座位170000
5、座,赛后永久座位60000座。国家游泳中心将提供2008年奥为成功举办2008年夏季奥林匹克运动会,北京林匹克运动会的游泳、跳水、花样游泳、水球比赛场市政府将在北京市北侧、城市中轴线的北端兴建一个地。在奥林匹克赛前,有大约一年的赛前运营时间,集中一批大型体育、文化和会议设施(其中包括国家赛后,将继续提供重大水上比赛场地,同时为市民提体育场、国家体育馆和国家游泳中心)的奥林匹克公供综合水上娱乐中心以及会议展览场地等。园。国家游泳中心位于奥林匹克大道的西侧,占地61295ha,在国家主体育场以西约20
6、0m(图1)。2主体结构体系由中建总公司牵头、联合中建国际(深圳)设计顾问有限公司、澳大利亚PTW建筑师事务所和悉尼本工程下部结构采用钢筋混凝土筒体剪力墙-框ARUP工程顾问有限公司组成的设计联合体提交的架扁梁-大板体系,上部屋面和墙体结构采用基于“水立方”方案在严格的国际竞赛中胜出成为国家游Weaire-Phelan多面体理论生成的空间刚架结构,支泳中心的实施方案。“水立方”由中方建筑师提出的承于11200m及61400m标高的钢筋混凝土平台,结构方型建筑造型体现了与国家体育场(“鸟巢”)的和谐
7、剖面图见图3。共生,由ARUP工程师创造的摹仿水泡组合形式的全地下室车库、设备用房、比赛池、跳水池、热身新结构形式,具有高度重复性又呈现出一种随机无序池、永久看台、冰球场及赛时、赛后附属用房等均采的总体感觉,屋面和墙体内外统一采用ETFE充气枕用现浇钢筋混凝土结构。其中主体结构利用消防需要覆盖,整体建筑形态简洁纯朴而又富于变化(图2)。均匀布置的消防疏散楼梯间形成承载力、延性均较好目前,中方和澳方工程师正同时对钢结构的构成进行的筒体,框架梁采用宽扁梁,楼板采用无次梁的大开间平板,板厚180鶫200
8、mm,便于施工和使用。永久收稿日期:2003211201看台结合台阶采用单向密肋楼板,板厚120mm,密肋·2·土木工程学报2004年图2“水立方”内外效果图Fig12ExteriorandInteriorofWater2Cube题:“如果我们将三维空间细分为若干个小部分,每个部分体积相等但要保证接触表面积最小,这些细小图1“水立方”场地位置的部分应该是什么形状?”这是一个非常有趣的问题,Fig11SiteofWater2Cube它不仅仅是个理论上的构想,实际上这种形状在自然梁截面
