转发2008年奥运会羽毛球、艺术体操比赛馆预应力弦支穹顶结构　

        一、项目背景
        北京工业大学体育馆是一座位于北京市东南区的奥运场馆，将承担2008年奥运羽毛球、艺术体操的比赛项目，体育馆用地面积66124平方米，总建筑面积24383平方米，赛时总座位数7508，比赛馆建筑总高度25.9米，热身馆总高度15.5米。工程于2005年6月30日开工，将于2007年8月竣工。
        通过国际公开竞赛招标，华南理工大学设计院中标的优秀设计方案成为建设方案，该方案的屋面形似扁平的羽毛球。在该体育馆的规划、设计、施工过程中，业主、设计和参建各方单位认真落实了“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”的理念，突出了“体教结合，刚柔并济，自主创新”的内涵特色，使体育馆成为符合中国国情和高校特点的建筑方案。北京工业大学结合该体育馆建设，重新编制了整体校园规划，充分体现了“新北京、新奥运、新工大”的时代要求，达到以人为本，人、自然与建筑环境和谐优美的境地。该体育馆对于北京工业大学建设有浓郁大学文化氛围的优美校园具有重大的推动作用，将成为2008年奥运会留给北京工业大学辉煌的历史文化遗产，赛后将成为北京工业大学的文体活动中心，并向社会开放。在该体育馆屋盖钢结构体系优化设计中，北京工业大学钢结构学科和中国航空工业设计研究院发挥了优势和科研实力，得到国家自然科学基金、北京市科委奥运专项和北京市2008工程指挥部专项的资助，创新优化了钢结构体系——目前世界上跨度最大的预应力弦支穹顶钢结构，应用了自己的专利成果，达到建筑造型优美与结构体系合理的协调统一，使体育馆钢结构用钢量合理，体系轻盈，刚柔并济，对于具体落实节俭办奥运的精神，表明了当今中国预应力钢结构研究水平和建设实力。北工大体育馆比赛馆屋顶为球壳型，长约150米，宽约120米，比赛馆屋盖圆冠部分结构体系与外悬挑的两翼结构体系建筑功能不同，必须分开考虑体系设计。比赛馆屋盖圆冠部分的预应力弦支穹顶跨度达93米，支撑于角度等分圆周（直径93米）的36根钢筋混凝土圆柱上，屋盖外挑两翼结构部分采用变截面焊接H型钢梁并在腹板开圆形孔，钢材全部采用Q345B。热身馆屋盖为单层钢网壳结构，支撑于角度等分椭圆（长轴57米、短轴41米）上的20根钢筋混凝土圆柱上。体育馆外装修以玻璃幕墙、金属幕墙和石材为主，屋面为金属屋面板和半透阳光板。本工程钢结构项目主要研究工作包括：预应力弦支穹顶钢结构优化设计理论及方法、预应力弦支穹顶钢结构的万向可调节撑杆节点研制、考虑初始缺陷的预应力弦支穹顶钢结构整体稳定分析、预应力弦支穹顶钢结构模型实验、弦支穹顶钢结构预应力张拉施工监测及模拟分析、预应力弦支穹顶钢结构全寿命健康监控系统。比赛馆屋盖圆冠部分钢结构优化设计分三个层次进行：一是对不同钢结构体系的优化比选，包括空间拱桁架结构、双层网壳结构、索撑H型钢穹顶结构、张弦穹顶结构进行了多方面、多次比选，通过对联方型、肋环型、肋环斜杆型弦张穹顶进行多因素计算和分析比较，优化屋盖结构体系最终确定为经济合理的联方型网格张弦穹顶结构；二是优化张弦穹顶体系的几何形状、构件组成、网格密度、矢跨比、撑杆长度等；三是考虑网格初始缺陷、钢索初拉力、构件强度和刚度、结构位移和整体稳定等多个约束条件的细部优化设计，包括部件、钢管的截面直径、壁厚；通过优化设计得出实施设计方案。张弦穹顶结构网壳环向划分56个网格，径向划分13个网格，按照建筑体形美观的要求，张弦穹顶采用圆钢管，钢索采用平行钢丝束，分别布置五道环向索、102根撑杆、204根径向钢拉杆。索的面积根据索最大内力设计值选取，最大拉力设计值与索破断力的比值控制在1/4~1/3之间。屋盖矢高9.3米，矢跨比1/10。

 二、研讨会内容
        1. 结构体系优化和结构模型试验报告
        2. 预应力弦支穹顶结构体系设计报告
        3. 预应力弦支穹顶结构体系张拉施工报告
        4. 交流讨论
        5. 现场观摩

三、参会人员：
        中国钢结构协会专家委员会北京、天津、河北、山东地区的专家委员。

四、研讨会主办单位、指导单位及协办单位
        研讨会主办单位：
        北京工业大学
        中国钢结构协会专家委员会
        研讨会指导单位：
        国家自然科学基金委员会
        北京市科学技术委员会
        北京市2008工程指挥部办公室
        研讨会协办单位：
        北京建工集团
        中国航空工业设计研究院
        北京市建筑工程研究院

五、研讨会名誉主席及执行主席
        名誉主席：
        沈世钊（中国工程院院士）
        执行主席：
        陈禄如（中国钢结构协会专家委员会主任）
        张爱林（北京工业大学副校长）

六、研讨会主题报告人
        张爱林 （北京工业大学）
        葛家琪 （中国航空工业设计研究院）
        秦　杰 （北京市建筑工程研究院）

七、会务组：
        崔宏伟 （中国钢结构协会）
        电 话:010-82227109
        手 机:13911637705
        电子邮箱：cuihongwei77@tom.com

八、会议时间及地点
        时间：2007年7月7日上午9：00
        地点：北京工业大学综合科学楼四层会议室



 

中国钢结构协会专家委员会
2006年6月25日