钢结构和膜结构的完美结合——水立方PPT课件.pptx

钢结构和膜结构的完美结合 水立方 2020 3 18 1 建筑档案建筑简称 水立方 WaterCube 英文名称 NationalAquaticsCentre建设地点 北京奥林匹克公园结构类型 空间钢架结构薄膜结构建筑面积 79532平方米长 宽 高 177米 长 177米 宽 31米 高 赛事功能 游泳 跳水 花样游泳娱乐节目座位数量 4000个 永久性 2000个 可拆除 临时座位数11000个开工时间 2003年12月24日竣工时间 2008年1月28日建筑造价 约10 2亿 各界捐献约8 5亿人民币 2020 3 18 2 业主单位 北京市国有资产经营有限责任公司设计单位 中建设计联合体 澳大利亚PTW建筑设计事务所 ARUP澳大利亚有限公司联合设计建声设计单位 北京清华同衡规划设计研究院有限公司建筑声学与室内设计研究所施工单位 中建一局建设发展有限公司 2020 3 18 3 空间介绍 空间介绍 2020 3 18 4 1 比赛大厅2 热身区3 嬉水大厅4 泡泡吧 2020 3 18 5 2020 3 18 6 赛时水池 赛后水池 2020 3 18 7 2020 3 18 8 空间钢架结构设计 2020 3 18 9 水立方总用钢量6900吨 每平方米用钢量仅120公斤 最大跨度130米 结构节点形式分为球型 半球型 方钢管相贯三种 杆件分为圆钢管 方钢管两种形式 所有构件壁厚由6mm到40mm 节点9290个 杆件数量将近20670根 2020 3 18 10 气泡理论 水立方 多面体空间刚架结构几何构成的理论基础是 气泡理论 foamphysics 十九世纪末期 LordKelvin提出了如下问题 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 这些细小的部分应该是什么形状 2020 3 18 11 1993年 爱尔兰教授Weaire和Phelan提出了一种解决方案 构造模型中采用两种不同的单元体 一种为十四面体 另一种为十二面体 到目前为止 Weaire Phelan多面体组合仍被认为是Kelvin问题的最理想的解答 2020 3 18 12 阵列绕轴 1 1 1 旋转60 后 在x y z三个方向上相同切割位置切割出的表面图案是一样的 而且切出的弦杆种类少 2020 3 18 13 2020 3 18 14 2020 3 18 15 典型节点 2020 3 18 16 2020 3 18 17 2020 3 18 18 墙体局部施工顺序 1 2 3 4 2020 3 18 19 1 209米墙体施工顺序 6 55米墙体施工顺序 2020 3 18 20 屋面结构施工顺序 第一阶段 第二阶段 第三阶段 2020 3 18 21 2020 3 18 22 膜结构设计 2020 3 18 23 聚氟乙烯 ETFE 水立方的建筑围护结构采用了一种新型的ETFE气枕结构 内外表面覆盖面积达12万平米 是目前世界上最大的ETFE应用工程 ETFE气枕结构与传统建筑围护结构相比 有相当多的优点 ETFE材料重量轻 较其他膜结构如PVC PTFE膜结构等更简单 轻巧 大大节省结构成本 ETFE透光性好 属阻燃性材料 日光被引入内部空间 外表美观 可创造出独特的动感的建筑特质 此外 ETFE还是利用太阳能的环保产品 2020 3 18 24 水立方的双层ETFE膜结构由3097个气枕组成 覆盖面积达10 5万平方米 展开面积达26万平方米 是目前世界上最大的ETFE应用工程 2020