世界上跨度最大的鋼結(jié)構(gòu)建筑 世界上最大的透明頂棚

　　世界最大的環(huán)保型體育場(chǎng)

　　面積最大的ETFE張拉式膜結(jié)構(gòu)建筑

　　工程名稱：國(guó)家體育場(chǎng)

　　工程地址：北京市奧運(yùn)村

　　建筑高度：68.5 m(3層)

　　幕墻面積：38,500 m2

　　幕墻類型：張拉膜結(jié)構(gòu)

　　建筑設(shè)計(jì)院：赫爾佐格和德梅隆設(shè)計(jì)事物所;中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院;

　　　　　　　　 澳大利亞奧雅納工程顧問公司

　　建筑設(shè)計(jì)師：Thomas Polster;秋澗冰

　　工程材料：ETFE膜

　　建筑獎(jiǎng)項(xiàng)

　　♦ 國(guó)家優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)(魯班獎(jiǎng))

　　♦ 全球十大建筑(英媒體評(píng)全球十大建筑 北京鳥巢在列排名第六)

　　♦ 2009年度英國(guó)皇家建筑師協(xié)會(huì)盧別特金建筑獎(jiǎng)

　　♦ 中國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)金獎(jiǎng)

　　♦ 目前世界上最具創(chuàng)新、也是最奇特的18座體育場(chǎng)館之一

　　♦ 北京當(dāng)代十大建筑之一

　　工程掠影：2008奧運(yùn)會(huì)標(biāo)志性建筑——“鳥巢”

　　國(guó)家體育場(chǎng)俗稱“鳥巢”，被譽(yù)為“第四代體育館”，位于北京城市中軸線北端的東側(cè)，北京奧林匹克公園中心區(qū)內(nèi)，是2008年北京第29屆奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)的主體育場(chǎng)。奧運(yùn)會(huì)期間將承擔(dān)開幕式、閉幕式、田徑比賽、男子足球決賽等賽事活動(dòng)，容納觀眾10萬人，其中臨時(shí)坐席2萬座。奧運(yùn)會(huì)后，可容納觀眾8萬人，可承擔(dān)大型體育比賽、各類常規(guī)賽事以及非競(jìng)賽項(xiàng)目，并將成為北京市提供市民廣泛參與體育活動(dòng)及享受體育娛樂的大型專業(yè)場(chǎng)所，成為全國(guó)具有標(biāo)志性的體育娛樂建筑。

　　國(guó)家體育場(chǎng)由瑞士赫爾佐格和德梅隆設(shè)計(jì)事務(wù)所、奧雅納工程顧問公司及中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)聯(lián)合體共同設(shè)計(jì)。業(yè)主單位是由北京市國(guó)有資產(chǎn)經(jīng)營(yíng)有限責(zé)任公司和中信集團(tuán)聯(lián)合體共同組建的國(guó)家體育場(chǎng)有限責(zé)任公司。

　　建筑總面積25.8萬m2，用地面積20.4萬m2。建筑主體長(zhǎng)軸332.3m，短軸297.3m，最高點(diǎn)高度為68.5m，最低點(diǎn)高度40.1m。屋蓋開洞長(zhǎng)度為185.3m，寬度為127.5m。整個(gè)體育場(chǎng)主體結(jié)構(gòu)由彎曲并扭曲的箱形鋼梁呈輻射狀圍繞土紅色碗狀坐席區(qū)斜向旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)而成。頂面呈鞍形，鋼梁之間以透明膜材覆蓋。立面、頂面、吊頂面及內(nèi)部的灰色鋼梁，規(guī)律地構(gòu)成看似凌亂的斜向扭曲網(wǎng)格，透過頂面的膜材，內(nèi)部立體交錯(cuò)的鋼構(gòu)架朦朧可見。遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，仿若樹枝織成的巨型鳥巢。

　　工程特點(diǎn)：

　　世界上跨度最大的鋼結(jié)構(gòu)

　　“鳥巢”是世界上跨度最大的鋼結(jié)構(gòu)建筑，縱橫交錯(cuò)的鋼鐵枝蔓是“鳥巢”設(shè)計(jì)中最華彩的部分，也是鳥巢建設(shè)中最艱難的地方?？此戚p靈的鋼結(jié)構(gòu)總重達(dá)4.2萬噸，由78個(gè)臨時(shí)搭建的支撐塔架支撐。卸載就是在完成鋼結(jié)構(gòu)的合攏，形成整體結(jié)構(gòu)后，卸除臨時(shí)支撐。為了讓鳥巢均勻、漸進(jìn)地自主受力，卸載工程分成七大步、三十五小步，分批撤掉78個(gè)臨時(shí)支撐點(diǎn)。根據(jù)測(cè)算，“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)支撐塔架卸載最大變形量實(shí)測(cè)值271毫米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于最大下沉距離的30厘米，完全滿足設(shè)計(jì)要求。卸載的成功完成也標(biāo)志著“鳥巢”真正從圖紙上“站”了起來。

　　世界上最大的透明頂棚

　　該設(shè)計(jì)方案空間結(jié)構(gòu)科學(xué)簡(jiǎn)潔，建筑設(shè)計(jì)新穎，結(jié)構(gòu)獨(dú)特，建筑和結(jié)構(gòu)完整統(tǒng)一，完美結(jié)合，建成后將成為國(guó)內(nèi)外獨(dú)樹一幟的標(biāo)志性建筑。

　　國(guó)家體育場(chǎng)膜結(jié)構(gòu)由屋面圍護(hù)結(jié)構(gòu)、聲學(xué)吊頂和內(nèi)環(huán)立面圍護(hù)膜結(jié)構(gòu)三部分組成。屋蓋上弦采用單層張拉膜系統(tǒng)作為屋面防風(fēng)雨及遮陽維護(hù)結(jié)構(gòu)，選用帶有釉點(diǎn)的透明ETFE膜材料，布置在較平坦的屋面及立面與屋面交界的肩部區(qū)域。屋蓋下弦的聲學(xué)吊頂采用白色半透明PTFE張拉膜系統(tǒng)，作為看臺(tái)區(qū)域的降噪層和遮陽層，懸掛在主構(gòu)架下弦桿及次結(jié)構(gòu)之下，并從上層看臺(tái)的后部向下延伸，起到屏風(fēng)的作用。屋面開口的內(nèi)構(gòu)架(內(nèi)環(huán)面)立面采用防水性能較好的PTFE膜封閉。

　　屋面單層ETFE張拉膜結(jié)構(gòu)由1038個(gè)膜單元組成，總面積約38500m2。在屋面上，沿著由鋼梁交織構(gòu)成的框格單元內(nèi)側(cè)設(shè)有排水天溝，ETFE膜單元張拉后固定在天溝邊沿上。ETFE膜材與PTFE膜材有著本質(zhì)的不同，PTFE膜材是由纖維織物構(gòu)成的彈性材料，適合于張拉成形;而ETFE膜材是高分子化學(xué)材料，屬?gòu)椝苄圆牧?，彈性工作范圍有限，更適合于制成充氣膜系統(tǒng)。因而要求ETFE膜單元的支撐結(jié)構(gòu)的精度很高。此外，屋面ETFE膜單元的形狀很復(fù)雜，尤其在肩區(qū)部位，膜單元及其支撐構(gòu)件均需做成復(fù)雜的雙曲面造型。設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸及安裝施工難度都很大，極具挑戰(zhàn)性。此項(xiàng)目的成功建設(shè)，必將成為世界膜結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的又一創(chuàng)舉。