號稱“世界首創(chuàng)湖上體育場”的“水滴”,建筑“皮膚”是由
金屬和玻璃為主要材料,這個呈不規(guī)則橢圓形的“大水滴”屋架是
鋼結(jié)構(gòu),據(jù)說屋蓋和鋼結(jié)構(gòu)是施工難度最大的兩塊,到底難在何處?
“水滴屋蓋造型設(shè)計(jì)時(shí)是在計(jì)算機(jī)上建立的模型,但從設(shè)計(jì)圖紙落實(shí)到施工圖紙時(shí),計(jì)算機(jī)模擬圖在實(shí)際施工時(shí)根本操作不了,我們等于要手工作業(yè)!巍萆w每條曲線都是圓弧,但這些圓弧不能由一個統(tǒng)一的數(shù)字方程來概括,屋蓋包括外弧里弧共有896條圓弧,我們測了近萬個
節(jié)點(diǎn)擬合成整個
曲面!
王士淳的另一個身份是天津奧林匹克中心規(guī)劃設(shè)計(jì)總負(fù)責(zé)人,在他的辦公桌上,堆滿了厚厚的設(shè)計(jì)圖紙,說話間他從
暖氣片后又抽出幾卷設(shè)計(jì)圖紙,“實(shí)際上我們僅屋面的設(shè)計(jì)圖紙就超過2000張,而其中最難的計(jì)算部分就是水滴抻出來的那部分!
“水滴”的設(shè)計(jì)周期前后總共花了兩年多時(shí)間,天津建筑設(shè)計(jì)院曾召集全國專家論證,證明此設(shè)計(jì)在國內(nèi)建筑界是最復(fù)雜的!2005年有一個體育建筑學(xué)術(shù)研討會,全國知名專家論證:‘水滴’的曲線、造型、利用的材料都是最復(fù)雜的!
王士淳證實(shí),“水滴”施工的復(fù)雜性佐藤也是沒有預(yù)料到!霸谑┕み^程當(dāng)中,我們做的大部分工作,他們基本上不過問,在施工過程中我們要不斷修改設(shè)計(jì)上的問題,這么大屋面有金屬、玻璃等這么多性質(zhì)不同的
建筑材料,每一種
膨脹系數(shù)都不同,將來會不會出現(xiàn)溫差
變形?自然條件下不可預(yù)測的特殊情況會不會發(fā)生?都有待時(shí)間檢驗(yàn)!
“水滴”屋
面板材覆蓋面積達(dá)7.7619萬平方米,到目前為止是國內(nèi)最大的體育場,這么大屋蓋面積在世界上也是少有的。王士淳說,“佐藤只提到一句話——這個建筑很特別,要精心設(shè)計(jì),不能讓業(yè)內(nèi)人士,比如參加
招標(biāo)的設(shè)計(jì)師挑出毛病來!
對于這個備受國際國內(nèi)建筑界關(guān)注的項(xiàng)目,2007年9月10日女足世界杯將是它迎來的第一次實(shí)戰(zhàn)演練。
看臺超長無縫不切“西瓜瓣” 外露混凝柱梁板“原汁原味”
水滴在建筑結(jié)構(gòu)上有兩大特點(diǎn):一個是土建看臺“超長結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計(jì)”與施工,另一個是大懸挑屋蓋鋼
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
作為具有國際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代化體育場,“水滴”總建筑面積158000平方米,相當(dāng)于24個標(biāo)準(zhǔn)足球場大。其中地上6層為
鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),其面積最大的首層樓蓋(
樓板)長約470米,寬約370米,這樣大型的體育場土建看臺,若按常規(guī)每隔40米到50米設(shè)置
伸縮縫,就會將外周長1038米的結(jié)構(gòu)分成很多“西瓜瓣”式獨(dú)立
框架,這不僅給施工帶來麻煩,更給建筑后期使用帶來不便,比如很多體育用房的分隔。
對此設(shè)計(jì)人員采用了“超長結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計(jì)”。
目前國際上對于建筑結(jié)構(gòu)變形作用導(dǎo)致
裂縫發(fā)生,客觀上存在兩類學(xué)派:第一類,對伸縮縫和
沉降縫的設(shè)置基本采取“裂了就堵,堵不住就排”的處理方法,采用此類設(shè)計(jì)的有日、英、美等;第二類主要按規(guī)范每隔一段距離留一條伸縮縫,即留縫就不裂的設(shè)計(jì)原則,采用此原理的有前蘇聯(lián)、前東歐和中國等。
“大量的工程實(shí)踐證明,留縫與否并不是決定結(jié)構(gòu)變形與否的唯一條件,留縫不一定不裂,不留縫不一定裂。綜上我們認(rèn)為控制裂縫重點(diǎn)在防。”天津建筑設(shè)計(jì)院副總工程師宋徹告訴記者。
看臺土建施工的“超長結(jié)構(gòu)”,按國家規(guī)定室外結(jié)構(gòu)30米長就應(yīng)斷縫,室內(nèi)結(jié)構(gòu)55米長斷一個縫,“‘水滴’1038米外周長沒有斷縫,在長江以北建筑結(jié)構(gòu)里是最長的,這個技術(shù)難度被我們攻克。”
另外,“水滴”看臺施工采用的是
預(yù)置看臺板方式,即預(yù)先在生產(chǎn)車間完成看臺的澆筑和制作,然后運(yùn)到施工現(xiàn)場安裝。“水滴”內(nèi)所有外露的
混凝土柱、梁、板一律采用清水
混凝土澆筑,后期加工無須再
粉刷,使看臺板呈現(xiàn)混凝土的“原汁原味”。記者在現(xiàn)場看到,空闊的看臺區(qū)板面平整、色澤一致、線條順滑,既有現(xiàn)代體育場的簡潔明快,又顯得質(zhì)樸素雅。
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