钢结构 第一章各大钢结构建筑介绍_钢结构建筑介绍
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东方明珠
【位置】：上海黄浦江畔、陆家嘴金融贸易区
【动工时间】：1991年7月30日动工。
【竣工时间】：1994年10月1日建成。
【高度】：主体结构高350米，塔高468米。
【作用】：观光、会议、博览、餐饮、购物、娱乐、住宿、广播电视讯号发射。
【设计者】：江欢成 欧阳锋。
【英文名称】：The Oriental Pearl TV Tower Of Shanghai
东方明珠The Oriental Pearl's Tower（东方明珠广播电视塔[1]Oriental Pearl Broadcasting & TV Tower）以其468米的绝对高度成为亚洲第二高塔、世界第四大高塔之一。仅次于广州新电视塔、加拿大多伦多电视塔和俄罗斯莫斯科奥斯坦金诺广播电视塔。东方明珠电视塔曾是上海最高的建筑物，现在已被环球金融中心取代，但是东方明珠塔依然卓然秀立于陆家嘴地区现代化建筑楼群。东方明珠电视塔位于浦东新区内，与外滩的“万国建筑博览群”隔江相望，与纽约的自由女神、悉尼歌剧院、巴黎的埃菲尔铁塔一样，成为了上海的标志性建筑，与左侧的南浦大桥和右边的杨浦大桥一起，形成双龙戏珠之势，与后方新耸立而起的金茂大厦和环球金融中心交相辉映，展现了国际大都市的壮观景色。东方明珠塔集观光餐饮、购物娱乐、浦江游览、会务会展、历史陈列、旅行代理等服务功能于一身，成为上海标志性建筑和旅游热点之一。目前，“东方明珠”年观光人数和旅游收入在世界各高塔中仅次于法国的艾菲尔铁塔而位居第二，从而挤身世界著名旅游景点行列。
国家体育场
【建设地点】：北京奥林匹克公园（Olympic Sport Park）
【场地类型】：新建比赛场馆园
【结构类型】：主体钢结构
【建筑面积】：25.8万平方米
【建筑高度】：69米
【占地面积】：313万平方米
【赛时功能】：举行奥运会和残奥会的开幕式、闭幕式，田径、男子足球
【赛后功能】：将用于国际国内体育比赛和文化、娱乐活动、公民健身
【座位数量】：固定80000个，临时座位数11000个
【开工时间】：2003.12.2
4【竣工时间】：2008.6.28
【建筑造价】：31亿元人民币
【业主单位】：国奥投资发展有限公司
【设计单位】：赫尔佐格、德梅隆与中国建筑师李兴刚等合作完成【施工单位】：北京城建集团国家体育馆总承包部和城建五公司
【建筑俗称】：鸟巢（bird‟s nest）
【英文名称】：（National Stadium）
在设计与施工方面存在很多特点及难点：
1、构件体型大，单体重量重
作为屋盖结构的主要承重构件，桁架柱最大断面达25m×20m，高度达67m，单榀最重达500吨。而主桁架高度12m，双榀贯通最大跨度145.577+112.788m，不贯通桁架最大跨度102.391m，桁架柱与主桁架体型大、单体重量重。
2、节点复杂
由于本工程中的构件均为箱型断面杆件，所以，无论是主结构之间，还是主次结构之间，都存在多根杆件空间汇交现象。加之次结构复杂多变、规律性少，造成主结构的节点构造相当复杂，节点类型多样，制作、安装精度要求高。
3、工期紧
本工程量大，但安装工期相当短，工程于2003年12月24日开工，于2007年底前完工，2008年3月底竣工。工期紧，与土建施工交叉作业，平面场地紧张。
4、焊接量大
本工程工地连接为焊接吊装分段多，现场焊缝长度长，加之厚板焊接、高强钢焊接、铸钢件焊接等居多，造成现场焊接工作量相当大，难度高，高空焊接仰焊多。
5、冬雨季施工
本工程主结构吊装时间需跨越冬季和春节，所以存在冬雨季施工，施工难度较大。
工程建设过程中的难点：
1、工程组织难度大
主结构吊装时，土建施工还未结束，现场组装正在大面积开展，故存在多方施工交叉作业现象。加之，现场场地狭小，施工场地布置、构件运输及大型吊机行走路线等受到很大限制。同时，本工程结构复杂，各吊装分段之间相互关联，必须按一定顺序进行组装、吊装，否则将出现窝工现象。各施工方需合理协调、统筹管理，工程组织难度大。
2、构件翻身、吊装难度大
为降低组装难度，本工程中的桁架柱将采用卧拼法，主桁架将采用平拼法（内圈主桁架立拼除外），故拼装结束后、吊装前必须进行翻身工作。由于构件体型较大，重量重，翻身时吊点的设置和吊耳的选择难度较大，特别是桁架柱的翻身，吊耳在翻身和吊装时的受力有所变化，需考虑三向受力。同时，翻身过程中的稳定性比较难控制。由于桁架柱和主桁架的分段口均为箱型断面，分段吊装存在多个管口对接的问题，对于箱型断面，要保证多个管口的对口精度，难度巨大。起吊时，必须调整好分段构件的角度和方位，而对于体型大、重量重的构件，角度调节相当困难，吊装难度大。
3、高空构件的稳定难度大
由于本工程采用散装法（即分段吊装法），分段吊装时，高空构件的风载较大，在分段未连成整体或结构未形成整体之前，稳定性较差，特别是桁架柱的上段和分段
主桁架的稳定性较差，必须采用合理的吊装顺序（尽量首尾相接、分块吊装）和侧向稳定措施（如拉锚、缆风绳等）。
4、焊接难度大
本工程中既有薄板焊接，又有厚板焊接，既有平焊、立焊，又有仰焊，既有高强钢的焊接，又有铸钢件的焊接，焊接工作量大。薄板焊接变形大，厚板焊接熔敷量大，温度控制和劳动强度要求高。而高空焊接、冬雨季焊接的防风雨防低温措施更使得焊接难度增大。
5、安装精度控制难
由于施工过程中结构本身因自重和温度变化均会产生变形，而且支撑胎架在荷载作用下也会产生变形，加之，结构形体复杂，均为箱型断面构件，位置和方向性均极强，安装精度受现场环境、温度变化等多方面的影响，安装精度极难控制，施工难度大。施工时必须采取必要的措施，提前考虑好如何对安装误差进行调整和消除，如何进行测量和监控，使变形在受控状态下完成，以保证整体造型和施工质量。
6、质量要求高，施工难度大
本工程无论是外观质量，如外形尺寸、焊缝外观，还是内在质量，如焊缝质量等级、焊接残余应力消除等，都要求相当高，而现场施工条件差。同时，对于大跨度空间结构，温度变形和温度应力较大，为此，设计确定了分块合拢和合拢温度，操作难度大。
水立方
国家游泳中心又被称为“水立方”（Water Cube），位于北京奥林匹克公园内，是北京为2008年夏季奥运会修建的主游泳馆，也是2008年北京奥运会标志性建筑物之一。它的设计方案，是经全球设计竞赛产生的“水的立方（”[H2O]3）方案。2003年12月24日开工，在2008年1月28日竣工。其与国家体育场(俗称鸟巢)分列于北京城市中轴线北端的两侧，共同形成相对完整的北京历史文化名城形象。国家游泳中心规划建设用地62950平方米，总建筑面积65000-80000平方米，其中地下部分的建筑面积不少于15000平方米，长宽高分别为 177m × 177m × 30m。到目前，来自101个国家和地区的35万多港澳台同胞及海外侨胞共捐献了9.4亿人民币。其中郑裕彤、郑家纯父子及属下企业曾捐赠五千万元人民币。
“水立方”不仅是一幢优美和复杂的建筑，她还能激发人们的灵感和热情，丰富人们的生活，为人们提供记忆的载体。因此设计中不仅利用水的装饰作用，同时还利用其独特的微观结构。采用在整个建筑内外层包裹的ETFE膜（乙烯-四氟乙烯共聚物）是一种轻质新型材料，具有有效的热学性能和透光性，可以调节室内环境，冬季保温、夏季散热，而且还会避免建筑结构受到游泳中心内部环境的侵蚀。更神奇的是，如果ETFE膜有一个破洞，不必更换，只需打上一块补丁，它便会自行愈合，过一段时间就会恢复原貌！
国际上在建筑使用膜结构时，多用的是PTFE膜，这是一种纤维材料，特点是不透明，但是，使用技术比较成熟。而“水立方”使用的是ETFE膜，这是一种透明膜，能为场馆内带来更多的自然光。在国内对这种薄膜结构的理论研究几乎就是空白。
2006年德国世界杯主要赛场之一的慕尼黑安联体育场也使用了ETFE气枕式外墙，但与水立方相比，两者的区别在于，德国安联体育场的气枕覆盖面积为6万平方米，而水立方则达到为10万平方米；安联运动场是单层气枕并且是规则排列的，水立方则是双层气枕，并且几乎没有形状相同的两个气枕。
安联体育场
施工时间 2002年10月21日至2005年4月30日
揭幕时间 2005年5月31日
球场容量 66000（下层看台：20000坐席，中层看台：24000坐席，上层看台：22000坐席。南北看台弯角处的7000个座位可以变成站席。为残疾人准备了大约200个位置。2200个商务席。106个包厢，可以容纳约1374个位置。11000个车位，其中体育场内大约1200个）
体育场大小 258 m x 227 m x 50 m
体育场周长 840m
占地面积 37600 m
使用面积 171000 m
它不同寻常的表面由2874个菱形膜结构构成，膜结构具有自清洁，防火、防水以及隔热性能，里边永远保持350帕斯卡的大气压。每个膜结构都可以在夜间被照成红蓝白三色，分别对应于拜仁、1860以及德国国家队的队服颜色。
安联体育场由瑞士设计师雅克·赫尔佐格和皮埃尔·缪隆设计。外墙体由2874个气垫构成，其中1056个在比赛中可以发光。当体育场中比赛的球队发生变化时，墙的颜色就可以随之改变，其奇妙之处将远超想象。慕尼黑人非常喜欢这个体育场，并亲切地将其称为“安全带”或“橡皮艇”。
国家大剧院
世界最大穹顶：国家大剧院整个壳体钢结构重达6475吨，东西向长轴跨度212.2米，是目前世界上最大的穹顶。
北京最深建筑：国家大剧院地下最深处为-32.5米，相当于往地下挖了10层楼的深度，成为北京最深的建筑。
亚洲最大管风琴：音乐厅内的管风琴共有6500根发音管，是亚洲最大管风琴，造价达3000万元。
自从竞标中把得头筹那一天起设计方案就没停止过争议。在造价、环保、环境的关系都曾是争议的焦点。
国家大剧院的建设方案曾遭部分院士、建筑学家、建筑师的批评性意见。耗资巨大以及建筑设计的艺术形式存在着令人担忧的问题。巨型壳体覆盖着四座剧场，从演出功能看毫无必要，导致很大的耗费；大面积的水池也是一种不经济的行为。
国家大剧院被北京居民昵称为“蛋壳”。国家大剧院这个方案可以说是最令人惊愕的作品之一。评委会在招标前提出三个原则：一看就是一个剧院，一看就是中国的大剧院，一看就是**附近的大剧院，它这三个方面都不符合。据清华大学建筑设计
院的胡绍学介绍，之所以选择现在的方案“求新的心态肯定是有的”“......从当时搜集上来的所有方案来看实际上还是追求新颖”。其外表形状与附近的故宫以及毗邻的人民大会堂建筑风格„不协调‟也是人们争论、批评的焦点，被认为舍“传统”而取“现代”之争。另外北京风沙尘土大，大圆弧建筑又难于清扫。
国家大剧院总投资26.8838亿元，大剧院工程内部三大剧院座位数已经确定为5473个，平均每个座位造价近50万。以每个希望小学平均造价25万（参照浙江标准）计算，国家大剧院总投资可以建5473×2＝10496所希望小学。有专家根据经验计算统计，国家大剧院建成后的运营费和维护费极其惊人，仅每月的电费就需要400万元人民币，可以建16所希望小学。
中国青少年发展基金会自1989年创立以来，15年累计接受海内外捐款22亿多元，资助250多万名贫困学生上学读书，援建希望小学9508所。在每100所农村小学中，就有2所是希望小学。(2004年02月24日(中国青基会通讯2004年第1期)).比较可以看出，国家大剧院这一项建设投入比“希望工程”15年的募资还多。如果将这笔费用投入农村教育可以相当于“希望工程”15年的成就。
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