現(xiàn)代空間結(jié)構(gòu)與奧運(yùn)場(chǎng)館建設(shè)

現(xiàn)代空間結(jié)構(gòu)

奧運(yùn)場(chǎng)館建設(shè)與

主要內(nèi)容一、北京奧運(yùn)場(chǎng)館與空間結(jié)構(gòu)二、創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念三、自主科技創(chuàng)新四、優(yōu)秀奧運(yùn)建筑回顧與展望一、北京奧運(yùn)場(chǎng)館與空間結(jié)構(gòu)

2008北京奧運(yùn)會(huì)使中國(guó)人前所未有地近距離感受到奧林匹克的氣息。美侖美奐的奧運(yùn)場(chǎng)館為奧運(yùn)會(huì)的熱烈氣氛增添了一道絢麗的色彩。奧運(yùn)場(chǎng)館建設(shè)也為我國(guó)大跨空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展提供了廣闊舞臺(tái)。什么是空間結(jié)構(gòu)?

在實(shí)際的三維世界里，任何結(jié)構(gòu)本質(zhì)上都是空間性質(zhì)的。只不過(guò)出于簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和建造的目的，人們?cè)谠S多場(chǎng)合有條件地把它們分解成一片片平面結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行構(gòu)造和計(jì)算。排架框架桁架拱

與此同時(shí)，無(wú)法進(jìn)行簡(jiǎn)單分解的真正意義上的空間結(jié)構(gòu)也始終沒(méi)有停止其自身的發(fā)展，而且日益顯示出一般平面結(jié)構(gòu)無(wú)法比擬的創(chuàng)造潛力，體現(xiàn)出大自然的美麗和神奇。沙特阿拉伯利雅德皇家體育場(chǎng)美國(guó)迪斯尼樂(lè)園球幕電影院空間結(jié)構(gòu)基本類型1.薄殼結(jié)構(gòu)2.空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)3.張力結(jié)構(gòu)4.混合結(jié)構(gòu)(剛性構(gòu)件與柔性索的組合)

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)●網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)

●其它形式網(wǎng)格體系

●懸索結(jié)構(gòu)

●膜結(jié)構(gòu)

●索穹頂●張弦結(jié)構(gòu)

●斜拉結(jié)構(gòu)

●其它形式混合體系

薄殼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)平板網(wǎng)架可開合網(wǎng)殼索網(wǎng)結(jié)構(gòu)充氣膜結(jié)構(gòu)張拉膜結(jié)構(gòu)張弦結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)形式豐富多彩，具有卓越的工作性能，不僅表現(xiàn)在

三維受力，而且還在于通過(guò)合理的曲面形體來(lái)有效抵抗外荷載作用。空間結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)1.三維受力

由于有多個(gè)方向的構(gòu)件同時(shí)參與工作，使內(nèi)力分布更加均勻。2.通過(guò)合理的曲面形體抵抗外荷載作用使結(jié)構(gòu)承受軸力為主，充分利用材料強(qiáng)度傳力路徑更為直接，有效提高結(jié)構(gòu)剛度q對(duì)大跨和超大跨度建筑，一般平面結(jié)構(gòu)往往難以成為合理的選擇。從國(guó)內(nèi)外工程實(shí)踐來(lái)看，許多現(xiàn)代大跨建筑都采用空間結(jié)構(gòu)體系。歷屆奧運(yùn)會(huì)往往都是空間結(jié)構(gòu)展示其強(qiáng)大潛力的重要舞臺(tái)，北京奧運(yùn)會(huì)也給空間結(jié)構(gòu)提供了難得的發(fā)展機(jī)遇。沈陽(yáng)北京秦皇島天津上海香港青島足球帆船馬術(shù)2008年奧運(yùn)會(huì)比賽場(chǎng)館共37個(gè)，其中北京地區(qū)31個(gè)，京外地區(qū)6個(gè)。12302625312827292189104324651114131916152217212018723老山自行車場(chǎng)五棵松體育館五棵松棒球場(chǎng)豐臺(tái)壘球場(chǎng)北工大體育館自行車公路場(chǎng)地沙灘排球場(chǎng)工人體育館工人體育場(chǎng)奧體中心體育場(chǎng)英東游泳館奧體中心擊劍科大北航農(nóng)大體育館

北理工北大體育館首都體育館鐵人三項(xiàng)賽場(chǎng)水上公園網(wǎng)球場(chǎng)射箭場(chǎng)曲棍球場(chǎng)北京射擊場(chǎng)飛碟靶場(chǎng)北京射擊館老山自行車館鳥巣水立方國(guó)家體育館小輪車賽場(chǎng)2008年奧運(yùn)會(huì)北京場(chǎng)館分布圖奧運(yùn)場(chǎng)館奧林匹克公園主干道新建場(chǎng)館：

12改擴(kuò)建場(chǎng)館：11臨時(shí)場(chǎng)館：

8北京地區(qū)的場(chǎng)館相對(duì)集中于奧林匹克公園區(qū)、西部社區(qū)、大學(xué)區(qū)和北部風(fēng)景區(qū)等4個(gè)區(qū)域。新建場(chǎng)館

國(guó)家體育場(chǎng)格構(gòu)式交叉剛架

國(guó)家游泳中心多面體空間網(wǎng)架

國(guó)家體育館雙向張弦桁架結(jié)構(gòu)北京射擊館網(wǎng)架與桁架結(jié)構(gòu)

北京奧林匹克籃球館巨型網(wǎng)格平板網(wǎng)架

老山自行車館雙層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)

順義奧林匹克水上公園平面剛架結(jié)構(gòu)中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)體育館桁架結(jié)構(gòu)北京大學(xué)體育館矩形平面弦支肋環(huán)型網(wǎng)殼北京科技大學(xué)體育館網(wǎng)架結(jié)構(gòu)北京工業(yè)大學(xué)體育館弦支聯(lián)方型球面網(wǎng)殼北京奧林匹克公園網(wǎng)球場(chǎng)

混凝土懸挑板梁結(jié)構(gòu)田徑、足球游泳、跳水體操、踹床

射擊籃球自行車賽艇、皮劃艇

摔跤乒乓球柔道、跆拳道羽毛球網(wǎng)球改擴(kuò)建場(chǎng)館奧體中心體育場(chǎng)懸臂剛架結(jié)構(gòu)奧體中心體育館斜拉網(wǎng)殼北京工人體育場(chǎng)剛架結(jié)構(gòu)北京工人體育館車輻式雙層懸索結(jié)構(gòu)

首都體育館網(wǎng)架結(jié)構(gòu)豐臺(tái)體育中心壘球場(chǎng)露天場(chǎng)地英東游泳館斜拉網(wǎng)殼老山山地自行車場(chǎng)

露天場(chǎng)地北京理工大學(xué)體育館桁架結(jié)構(gòu)北京射擊場(chǎng)飛碟靶場(chǎng)桁架結(jié)構(gòu)北京航空航天大學(xué)體育館網(wǎng)架結(jié)構(gòu)跑步、馬術(shù)手球拳擊足球排球

壘球

水球

自行車排球飛碟射擊

舉重臨時(shí)場(chǎng)館國(guó)家會(huì)議中心擊劍館北京奧林匹克公園曲棍球場(chǎng)

北京奧林匹克公園射箭場(chǎng)北京五棵松體育中心棒球場(chǎng)朝陽(yáng)公園沙灘排球場(chǎng)老山小輪車賽場(chǎng)鐵人三項(xiàng)賽場(chǎng)公路自行車賽場(chǎng)擊劍曲棍球射箭棒球沙灘排球小輪車鐵人三項(xiàng)公路自行車分賽場(chǎng)場(chǎng)館青島奧林匹克帆船中心香港奧運(yùn)馬術(shù)場(chǎng)館天津奧林匹克中心體育場(chǎng)V形大懸臂空間桁架上海體育場(chǎng)膜結(jié)構(gòu)沈陽(yáng)奧體中心體育場(chǎng)拱支單層網(wǎng)殼秦皇島市奧體中心體育場(chǎng)膜結(jié)構(gòu)帆船馬術(shù)足球足球足球足球這些奧運(yùn)場(chǎng)館建設(shè)反映了我國(guó)大跨空間結(jié)構(gòu)發(fā)展的最新水平：—

新穎的設(shè)計(jì)理念—

先進(jìn)的結(jié)構(gòu)體系—

大量自主創(chuàng)新技術(shù)

可以看到，新建奧運(yùn)場(chǎng)館采用了豐富多彩的空間結(jié)構(gòu)體系：—?jiǎng)?chuàng)造了一些新穎的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)—先進(jìn)的張弦結(jié)構(gòu)體系得到廣泛應(yīng)用

—傳統(tǒng)空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)得到進(jìn)一步發(fā)展

二、創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念

北京奧運(yùn)場(chǎng)館建設(shè)中，“鳥巢”、“水立方”以其新穎的設(shè)計(jì)理念，創(chuàng)造出令人耳目一新的大跨空間結(jié)構(gòu)形式。

張弦結(jié)構(gòu)等先進(jìn)空間結(jié)構(gòu)體系在許多場(chǎng)館中獲得成功應(yīng)用，形成了北京奧運(yùn)場(chǎng)館建設(shè)的另一個(gè)亮點(diǎn)。HOKSport&Venue&EventPtyLimited,AustraliaB011.GMPInternationalGmbh,Germany2.SbpGmbh,GermanyB02RamirezVazquezAsociados,SAdeCV,Mexico

上?，F(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)(集團(tuán))公司B03B041.EllerbeBecket,Inc.,USA2.AEPCConsultants,Inc.,USAB05NBBJWestLimitedPartnerShip,USAB06GoodwellInternationalServicesInc,BritishVirginIslandsRANInternationalArchitects&engineers,CanadaB071.株式會(huì)社AXS佐藤綜合計(jì)畫,日本2.清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院B081.天津市建筑設(shè)計(jì)研究院2.LinTungYenChinaInc.,HongKong3.KodamaDisenoArchitects&PlannersHeeryInternational,USAB09S.C.A.UInternational,FranceB10北京市建筑設(shè)計(jì)研究院B121.株式會(huì)社原廣司+Atebier建筑研究所/HiroshiHara+Atelier,Japan2.TaiseiCorporationArchitecturalDesignOffice,JapanB13

國(guó)家體育場(chǎng)建筑概念設(shè)計(jì)方案經(jīng)全球設(shè)計(jì)競(jìng)賽招標(biāo)，共有13個(gè)建筑概念設(shè)計(jì)方案參加評(píng)審。1.Herzog&DeMeuronArchitektenAG(H&deM)Switzerland2.中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院

經(jīng)專家評(píng)審和公眾投票，“鳥巢”在所有13個(gè)方案中脫穎而出。B11外墻面為橢圓錐面內(nèi)墻面為橢圓柱面“鳥巢”幾何構(gòu)形屋面為圓環(huán)體(toroid)內(nèi)側(cè)表面的一部分剖面大樣完整構(gòu)形主結(jié)構(gòu)完整結(jié)構(gòu)“鳥巢”結(jié)構(gòu)布置

“鳥巢”主結(jié)構(gòu)平面布置

原設(shè)計(jì)方案

結(jié)構(gòu)細(xì)部示意圖

總體效果圖“鳥巢”建成后外景

“鳥巢”——其建筑與結(jié)構(gòu)渾然一體，貌似無(wú)序的自由編織的結(jié)構(gòu)體系構(gòu)成了新穎的、富于視覺(jué)沖擊力的獨(dú)特建筑形式，為大跨空間結(jié)構(gòu)家族添加了一個(gè)富于個(gè)性的新成員。B05B06B07B01B02B031.CoxGroupPtyLtd,Australia2.北京市建筑設(shè)計(jì)研究院

國(guó)家游泳中心建筑概念設(shè)計(jì)方案HOKSportLimited,UKDominiquePerraultArchitects,France1.Kawaguchi&EngineersCo.Ltd.,Japan2.TakamatsuArchitect&AssociatesCo.Ltd.,Japan1.FosterandPartners,UK2.OveArup&ParnersLtd.,UK上海現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)(集團(tuán))有限公司中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院B08B09B10經(jīng)全球設(shè)計(jì)競(jìng)賽招標(biāo)，共有10個(gè)建筑概念設(shè)計(jì)方案參加評(píng)審。1.DECATHLONS.A.ProjectPlanning&EngineerinConsultantsofAthens,Greece2.UNIVERSALATELIERInternationalGROUP,Australia3.南京市民用建筑設(shè)計(jì)研究院RafaelVinolyArchitectsPC,USAB04方案1.中國(guó)建筑工程總公司2.PTWArchitects,Australia3.OveArupPtyLtd.Australia

經(jīng)專家評(píng)審和公眾投票，“水立方”在所有10個(gè)方案中脫穎而出。“水立方”的結(jié)構(gòu)概念19世紀(jì)末Kelvin提出：如果將三維空間細(xì)分為許多單元，各單元體積相等且接觸面積最小，這些單元應(yīng)是什么形狀？許多科學(xué)家將Kelvin問(wèn)題歸納為“等體積肥皂泡陣列幾何學(xué)”問(wèn)題

——?dú)馀堇碚?993年Weaire和Phelan提出一種由14面體和12面體組成的多面體組合模型。迄今，該模型仍被認(rèn)為是Kelvin問(wèn)題的最佳解決方案。由多面體組成空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)示意

1、由多面體單元構(gòu)成的完整空間

2、由空心多面體單元構(gòu)成的空間網(wǎng)格內(nèi)部結(jié)構(gòu)表面結(jié)構(gòu)合成結(jié)構(gòu)3、切割形成平板狀空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)4、三塊平板的組合建成后的網(wǎng)格形式ETFE薄膜氣枕“水立方”建成后外景“水立方”建成后內(nèi)景哇！

“水立方”所采用的多面體網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其不規(guī)則的復(fù)雜形體其實(shí)是由相對(duì)簡(jiǎn)單的元素經(jīng)多次重復(fù)形成的，是空間結(jié)構(gòu)形態(tài)學(xué)的杰出創(chuàng)新。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用新穎的ETFE薄膜氣枕—“水泡”，“方”與“水”的碰撞，形成新穎獨(dú)特的“水立方”。

國(guó)家體育館國(guó)家體育館內(nèi)景

主體結(jié)構(gòu)——雙向張弦桁架

北京工業(yè)大學(xué)體育館北京工業(yè)大學(xué)體育館內(nèi)景主體結(jié)構(gòu)——弦支聯(lián)方型球面網(wǎng)殼

北京大學(xué)體育館北大體育館內(nèi)景主體結(jié)構(gòu)——弦支肋環(huán)型網(wǎng)殼

國(guó)家體育館、北京工業(yè)大學(xué)體育館、北京大學(xué)體育館不約而同地采用了不同形式的空間張弦結(jié)構(gòu)。輕盈優(yōu)美、受力合理、用材經(jīng)濟(jì)的張弦結(jié)構(gòu)是近年來(lái)空間結(jié)構(gòu)的重要?jiǎng)?chuàng)新成果，并日益成為大跨度建筑的一種合理選擇。這種先進(jìn)的空間結(jié)構(gòu)體系在2008奧運(yùn)場(chǎng)館中廣泛應(yīng)用，是充分貫徹“適用、經(jīng)濟(jì)、美觀”這一設(shè)計(jì)原則的具體體現(xiàn)。2008奧運(yùn)場(chǎng)館種類多樣，規(guī)模各異，為中外杰出建筑師和工程師的創(chuàng)新思維提供了廣闊舞臺(tái)，從而創(chuàng)造出一批富有特點(diǎn)的優(yōu)秀體育建筑。設(shè)計(jì)者以“人文奧運(yùn)、科技奧運(yùn)、綠色奧運(yùn)”三大理念作為指導(dǎo)方針，在所有場(chǎng)館設(shè)計(jì)中均努力貫徹“適用、經(jīng)濟(jì)、美觀”的設(shè)計(jì)原則。同時(shí)，針對(duì)少數(shù)有代表性的重要場(chǎng)館，更多地重視和強(qiáng)調(diào)其新穎性和標(biāo)志性，突出了創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念與奧林匹克“更高、更快、更強(qiáng)”精神的有機(jī)融合?？梢哉J(rèn)為，北京奧運(yùn)場(chǎng)館建設(shè)充分體現(xiàn)了不同設(shè)計(jì)理念的碰撞和交融，也反映了中華悠久文化的多樣性和包容性。三、自主科技創(chuàng)新如果說(shuō)奧運(yùn)場(chǎng)館的創(chuàng)新設(shè)計(jì)是中外設(shè)計(jì)者共同合作的成果，那么將這些設(shè)計(jì)理念變成現(xiàn)實(shí)，則主要靠中國(guó)人自己來(lái)完成。這些場(chǎng)館規(guī)模巨大，技術(shù)要求復(fù)雜，為建設(shè)者提出了前所未見(jiàn)的巨大挑戰(zhàn)。因此貫徹建設(shè)全過(guò)程的自主科技創(chuàng)新成為這次奧運(yùn)場(chǎng)館建設(shè)的顯著特點(diǎn)。

針對(duì)奧運(yùn)場(chǎng)館建設(shè)，完成了108項(xiàng)自主科技創(chuàng)新課題，涵蓋設(shè)計(jì)、材料、施工和監(jiān)測(cè)等不同領(lǐng)域。

精細(xì)化結(jié)構(gòu)分析與試驗(yàn)新材料的研發(fā)與應(yīng)用高難度的施工技術(shù)施工數(shù)值仿真、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制的廣泛應(yīng)用

許多奧運(yùn)場(chǎng)館規(guī)模巨大、結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜、影響因素眾多，因此，它的設(shè)計(jì)要求非一般常規(guī)設(shè)計(jì)可比。只有進(jìn)行精細(xì)化分析，并配合必要的試驗(yàn)，才能確保設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量。

—

非均勻溫度場(chǎng)效應(yīng)分析

—

地震空間相關(guān)性效應(yīng)分析

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全面細(xì)致的風(fēng)荷載及風(fēng)效應(yīng)研究

—

復(fù)雜結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)大比例試驗(yàn)

精細(xì)化結(jié)構(gòu)分析與試驗(yàn)

設(shè)計(jì)者對(duì)“鳥巢”在太陽(yáng)輻射下的非均勻溫度場(chǎng)進(jìn)行了深入分析，對(duì)所引起的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行了精細(xì)化的研究，并對(duì)最佳的合攏溫度提出了建議。非均勻溫度場(chǎng)效應(yīng)分析日照引起的非均勻溫度場(chǎng)

最終確定主體鋼結(jié)構(gòu)合攏溫度應(yīng)為19±4℃。非均勻溫度場(chǎng)結(jié)構(gòu)內(nèi)力響應(yīng)

對(duì)于超大跨度空間結(jié)構(gòu)，需要考慮不同位置基礎(chǔ)所受地震動(dòng)的差異性。地震空間相關(guān)性效應(yīng)分析

分析模型各位置一致激勵(lì)與多點(diǎn)激勵(lì)響應(yīng)對(duì)比

例如：對(duì)“鳥巢”來(lái)說(shuō)，與多點(diǎn)激勵(lì)地震輸入相比，常規(guī)的抗震設(shè)計(jì)方法偏于不安全。全面細(xì)致的風(fēng)荷載及風(fēng)效應(yīng)研究

大量的風(fēng)洞試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)分析風(fēng)環(huán)境CFD數(shù)值模擬膜結(jié)構(gòu)流固耦合效應(yīng)分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)大比例試驗(yàn)多面體網(wǎng)架子結(jié)構(gòu)試驗(yàn)大直徑鋼球足尺試驗(yàn)北工大館整體模型試驗(yàn)國(guó)家體育場(chǎng)KK型節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)國(guó)家體育場(chǎng)扭曲構(gòu)件試驗(yàn)

奧運(yùn)場(chǎng)館的獨(dú)特設(shè)計(jì)對(duì)建筑材料提出了許多高新技術(shù)要求，必須依靠自主創(chuàng)新來(lái)解決。

新型材料的研發(fā)與應(yīng)用

Q460E-Z35特厚鋼板(100－110mm)

的研發(fā)和生產(chǎn)

ETFE膜材的大規(guī)模應(yīng)用

鋼板厚度超過(guò)GB/T1591標(biāo)準(zhǔn)上限100mm

E－要求-40℃低溫韌性

Z35－抗層狀撕裂性能最高級(jí)別鋼材焊接碳當(dāng)量≤0.5%屈強(qiáng)比≤0.83、延伸率≥20%Q460鋼材過(guò)去主要應(yīng)用于工程機(jī)械行業(yè)，從未在建筑中使用過(guò)，而且其厚度不超過(guò)100mm。

用于“鳥巢”的Q460E－Z35建筑鋼板需滿足一系列高難度技術(shù)要求。

Q460E-Z35特厚鋼板(100－110mm)

的研發(fā)和生產(chǎn)

這種強(qiáng)度等級(jí)、厚度和技術(shù)要求的鋼板，其生產(chǎn)工藝沒(méi)有可供借鑒的成功經(jīng)驗(yàn)。我國(guó)舞陽(yáng)鋼廠自主研發(fā)、綜合采用多種工藝技術(shù)措施，經(jīng)反復(fù)試煉，終于成功生產(chǎn)出Q460E－Z35厚鋼板，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外的空白。ETFE膜材的大規(guī)模應(yīng)用ETFE膜材厚度僅0.05～0.25mm，透光率高達(dá)95％，但可通過(guò)表面印刷調(diào)整透光率；材料強(qiáng)度高，自潔性好，耐久性保證25年。作為一種新型建筑覆面材料，ETFE膜材在這次奧運(yùn)場(chǎng)館建設(shè)中得到大規(guī)模應(yīng)用。國(guó)家游泳中心

用量30萬(wàn)平米國(guó)家體育場(chǎng)

用量5.7萬(wàn)平米

—

精確空間定位技術(shù)

—

復(fù)雜的焊接工藝

—

異型構(gòu)件的精確成型

—

多點(diǎn)同步撤支技術(shù)

奧運(yùn)場(chǎng)館的施工面臨許多前所未有的挑戰(zhàn)，是在一系列技術(shù)創(chuàng)新、攻克難點(diǎn)的過(guò)程中完成的。

高難度的施工技術(shù)

精確空間定位技術(shù)

精確空間定位是保證安裝精度的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，奧運(yùn)場(chǎng)館施工中大規(guī)模采用了先進(jìn)的GPS衛(wèi)星定位、激光定位與其它高精度測(cè)量設(shè)備，建立了精確的三維坐標(biāo)控制系統(tǒng)，用精細(xì)的施工保證精細(xì)的設(shè)計(jì)。

“水立方”由30513個(gè)構(gòu)件、9843個(gè)球節(jié)點(diǎn)焊接構(gòu)成，所有節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo)均靠上述先進(jìn)測(cè)量系統(tǒng)精確定位。復(fù)雜的焊接工藝

焊接工作量巨大

“鳥巢”的焊縫總長(zhǎng)度達(dá)到了300公里，現(xiàn)場(chǎng)施焊焊縫長(zhǎng)度60公里，消耗焊材2100噸；“水立方”的焊縫總長(zhǎng)度也達(dá)到了100公里。

焊接工藝特別復(fù)雜

焊接鋼材等級(jí)多種多樣，對(duì)于很多新鋼種的焊接缺乏技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；復(fù)雜的高強(qiáng)度厚板焊接；大量的現(xiàn)場(chǎng)高空焊接（包括空中對(duì)接），其中50%是在冬季負(fù)溫下進(jìn)行的。

焊接質(zhì)量要求高

幾乎全部采用全熔透一級(jí)焊縫。異型構(gòu)件精確成型技術(shù)

“鳥巢”采用的異型彎扭構(gòu)件，斷面1200x1200毫米，最大板厚60毫米，最大長(zhǎng)度15米，形狀復(fù)雜多變，而且每根構(gòu)件的彎扭程度各不相同，它們的制作是“鳥巢”施工面臨的最大挑戰(zhàn)之一。為此加工廠專門開發(fā)出“異型構(gòu)件制作軟件”，創(chuàng)造出“多點(diǎn)成形和計(jì)算機(jī)結(jié)合的無(wú)模成形工藝”，最終高精度加工出完全符合設(shè)計(jì)要求的彎扭構(gòu)件。

“鳥巢”共設(shè)置78個(gè)臨時(shí)支承架，撤支時(shí)分7級(jí)同步卸載。撤支過(guò)程中綜合采用了數(shù)值仿真、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和同步控制等技術(shù)，對(duì)撤支全過(guò)程進(jìn)行精密控制。撤支完成后，主體結(jié)構(gòu)最大下降位移271毫米(數(shù)值計(jì)算結(jié)果286毫米)。

所謂“撤支”，就是在主體結(jié)構(gòu)合攏后將施工臨時(shí)支承架撤除，使已經(jīng)成為整體的主體結(jié)構(gòu)依靠自身的受力體系矗立起來(lái)。

復(fù)雜結(jié)構(gòu)多點(diǎn)同步撤支技術(shù)

數(shù)值仿真、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制技術(shù)實(shí)際上廣泛應(yīng)用于奧運(yùn)場(chǎng)館的建設(shè)，對(duì)各主要場(chǎng)館的施工全過(guò)程均進(jìn)行了精密的數(shù)值仿真，并在施工過(guò)程中對(duì)環(huán)境、荷載、內(nèi)力、位移等進(jìn)行全方位、全過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)指導(dǎo)和調(diào)整施工過(guò)程，確保施工與設(shè)計(jì)要求精確吻合。施工數(shù)值仿真、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制的廣泛應(yīng)用“水立方”撤支過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大噸位張拉全過(guò)程數(shù)值仿真及控制奧運(yùn)場(chǎng)館建設(shè)規(guī)模之大、技術(shù)之難在國(guó)內(nèi)外建筑史上都是罕見(jiàn)的。中國(guó)的工程技術(shù)人員靠自己的智慧和汗水，通過(guò)大量自主科技創(chuàng)新，高水平、高質(zhì)量地把藍(lán)圖變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，這是中國(guó)人民的驕傲。事實(shí)上，綜合運(yùn)用各種技術(shù)把這樣復(fù)雜的場(chǎng)館順利建成，本身就是一項(xiàng)重大的集成創(chuàng)新。近十幾年來(lái)我國(guó)空間結(jié)構(gòu)取得了很大發(fā)展，積累了許多經(jīng)驗(yàn)，也培養(yǎng)了一批優(yōu)秀技術(shù)人才。這些技術(shù)和人才儲(chǔ)備為奧運(yùn)場(chǎng)館的成功建造奠定了必要的基礎(chǔ)。反過(guò)來(lái)，在奧運(yùn)場(chǎng)館建設(shè)中積累的豐富經(jīng)驗(yàn)和取得的大量自主創(chuàng)新成果，也必將對(duì)我國(guó)空間結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展發(fā)揮重要作用。四、優(yōu)秀奧運(yùn)建筑回顧與展望

奧運(yùn)會(huì)往往是促進(jìn)空間結(jié)構(gòu)發(fā)展的重要舞臺(tái)，回顧歷屆奧運(yùn)會(huì)，一些優(yōu)秀的奧運(yùn)建筑迄今仍是空間結(jié)構(gòu)的經(jīng)典作品。

2008北京奧運(yùn)會(huì)將會(huì)給世界留下怎樣的一筆建筑遺產(chǎn)呢……羅馬小體育館薄殼結(jié)構(gòu)（1960）

歷屆奧運(yùn)會(huì)優(yōu)秀場(chǎng)館回顧東京代代木