北工大体育馆预应力弦支穹顶结构官方网站范帆摄
北工大体育馆:93米弦支穹顶结构创世界记录每平米用钢60公斤
10月10——10月14日举行"好运北京"2007年国际羽毛球邀请赛的北京工业大学体育馆里,穹顶似天宁静致远。房顶5道环向钢索和每环56根径向钢拉杆在空中编织成鱼网状——张弦穹顶结构。这种结构的上部是一个球冠顶面的单层网壳,由很多钢管组成,下部用钢索撑起来。整个穹顶的内侧直径为93米,外侧直径为98米,再加上两侧悬挑出来的两翼,总用钢量不到1200吨,相当于每平米60公斤。
据北京工业大学副校长张爱林介绍,如果用单层网壳支撑这么大的跨度,结构就会很笨重,也会浪费很多钢材,因此在体育馆网壳下面要使用高强度的钢索进行张拉,将网壳支撑住。最终,体育馆钢结构体系采用了预应力弦支穹顶结构。
这一长约150米、宽约120米的钢结构还创造了世界建筑史上的纪录——世界上跨度最大的预应力弦支穹顶,最大跨度达93米。
科技攻关与技术创新全面促进建筑技术水平提高
奥运工程的高水平建设实践,促进了我国在工程设计、施工以及相关产品与技术应用等方面的整体水平提高。特别是奥运工程钢结构从仿真、设计、材料、加工、安装、监测以及综合应用上取得了几十项自主创新科技成果,总体上达到国内领先、国际先进水平,在某些领域达到国际领先水平。以国家体育场、国家游泳中心为代表的奥运场馆和相关设施,钢结构总量10万余吨,具有结构形式多样,涵盖多种钢结构体系,结构跨度大,造型复杂,设计、施工难度大的特点。
通过技术创新与攻关,解决了建设难题,填补了国内相关标准空白,克服重大技术安全风险,并为钢结构领域的发展做出了贡献。其中国家体育场高度复杂的大跨度交叉平面桁架结构,国家游泳中心新型延性多面体空间钢架结构、国家体育馆144.5米×114米双向张弦屋架结构、北京工业大学93米直径预应力弦支穹顶结构等达到了国际领先水平。奥运工程建设中采用的复杂钢结构整体累计滑移、整体提升、高空拼装等施工技术达到了国内领先、国际先进水平。
