“钢结构设计“
每一期都非常精彩,可回看前几期内容:
顾盼结构–顾磊的另类游记(一),东京代代木国立体育馆
顾盼结构–顾磊的另类游记(二),深圳应急医院建设记录
顾盼结构–顾磊的另类游记(三),大跨度结构见闻
顾盼结构–顾磊的另类游记(四),裸露的结构设计带来的视觉体验
顾盼结构–顾磊的另类游记(五),结构设计没有贫富之分,只有优劣
顾盼结构–顾磊的另类游记(九),砖石、砼、木、玻璃、膜结构见闻
顾盼结构–顾磊的另类游记(十),欧洲建筑结构见闻
顾盼结构–顾磊的另类游记(十一),米兰、巴塞罗那的结构见闻
2022年2月4日
立春
第24届冬奥会
在北京国家体育场“鸟巢”开幕
“鸟巢”继2008年北京夏季奥运会后
再次惊艳世界
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平日的“鸟巢”
是赛会留给民众的一个珍贵奥运遗产
普通游客在赛后商业运营的餐厅就餐
可以得到一个全览“鸟巢”内场的极佳视角
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/41651656405.jpg)
“鸟巢”通体编织的巨型钢构件
是力量和气势的象征
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它的外观描摹鸟巢的草枝看似自然凌乱
但我摄于2006年的两张施工照片可清晰看出
其主结构是绝对规则的
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2006年3月14日
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/01651656411.jpg)
2006年10月22日
2008年这张照片已看不出主结构了
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/31651656412.jpg)
2008年2月3日
相关论文中截的这张图解释得非常清楚
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/51651656413.jpg)
相比之下
2012年伦敦奥运会的主体育场
“伦敦碗”则显得简朴实用
它采用了轻型膜结构屋面
灯架则立于屋面之上
满足场内照明角度要求
8万座位中仅下部2.5万个固定座位
上部的5.5万个座位为钢架搭建的临时座位
赛后拆除瘦身为一座中型体育场
不仅降低了维护费用
也体现了可持续发展的理念
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如果说“鸟巢”是刚性结构的极致代表
那么2022年冬奥会唯一新建冰上竞赛场馆
国家速滑馆“冰丝带”则是典型的柔性结构
——单层索网
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(摄影:蔡昭昀)
主创建筑师郑方的手绘概念草图
是一个平面为长轴210m、短轴150m椭圆的马鞍形
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2019年7月31日
索网施工现场
两向正交的承重索和稳定索
绷起的巨大鞍形“网球拍”十分震撼
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也许你会问
索网下面吊的一个个方块是什么?
那是水箱
称为施工配重
其重量约为尚未安装的屋面板重量
索网吊挂水箱产生与屋面板重压等值的下挠
在安装屋面板的同时将相应位置的水箱卸掉
则索网的形状保持不变
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“冰丝带”所得名的周圈“丝带”
——曲面玻璃幕墙的承重结构也是钢索
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浙江大学空间结构中心
开展了“冰丝带”缩尺模型试验研究
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我的硕士生杨育臣毕业后在北京院工作
参与了这个项目的设计
他带我登上了高空索网一探究竟
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双向索的交汇节点
以及索端拉固于周边环桁架的节点
很难得一见
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“冰丝带”屋面索网采用了国产高钒密闭索
曾有公开报道说
当时对选用国产索还是进口索意见不一
2018年3月7日
我在中建科工PPP方式建设的
石家庄国际会展中心施工现场
接待了为此前来调研的
我的导师董石麟院士和陈正清院士
以及北京院朱忠义总工和北京城建李久林总工
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石家庄会展悬索结构全部采用国产高钒索
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“冰丝带”场地
是2008年奥运会射箭场、曲棍球场拆除后的地块
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![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/71651656460.jpg)
射箭场、曲棍球场和北侧的国家网球中心
都是我在中建国际CCDI(现悉地国际)体育事业部
主持结构设计的项目
时光荏苒一晃快二十年了
站在“冰丝带”钢索编织的巨大马鞍曲面上
凭栏临风
多少往事涌上心头
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与学生杨育臣合影
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与北京城建王自伟合影
2003年从北四环出发
设计由“北顶娘娘庙”和“泰山五行石”护佑的“水立方”
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到2005、06年北五环边
设计射箭场、曲棍球场和国家网球中心
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北京从北四环到北五环这片土地
熔化了我三十出头的火热青春
汗水拌着泪水浇灌出愉悦和成长
2022年元月
我去北京出差
由于场馆已经进入冬奥会闭环管理
只能在奥体公园
这座被誉为最佳取景点的人行桥上远观“冰丝带”
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苏州工业园体育馆的屋盖结构
也是与“冰丝带”一样的单层索网
六年前
我刚到中建科工(中建钢构)工作
招兵买马组建了
专业齐备的服务EPC项目的设计院
为使社招工程师尽快融入企业文化
带领大家深入了其施工现场
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作为结构工程师稍有遗憾的是
索网结构只能在施工过程中一睹真容
建成后都会被屋面和吊顶材料所包覆
只呈现出耐人寻味的鞍形曲面
所谓“结构成就建筑之美”
体育场馆屋盖结构除了按刚性、柔性分类外
还可以根据传力途径分为两大类
周边传力和设置大型主结构集中传力
“鸟巢”、“冰丝带”和苏州工业园体育馆
均属周边传力
2011年参观伦敦温布利足球场
我瞬间被它“编织”的高耸斜拱所吸引
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拱底精密铰接
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设置斜拱作为主结构吊挂着屋面
使得屋面结构就可以设计得较为轻盈
这种纤细的张弦梁
若直接从周边悬挑是很难实现的
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/61651656480.jpg)
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另一侧看台的屋盖则是在内沿
设置了纵向张弦梁作为主结构
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/31651656482.jpg)
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温布利球场拥有开合屋盖
每组滑行轨道结构采用二根张弦梁
二根张弦梁之间设计了非常简洁的索网连接
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这个球场精致的索杆节点值得细细欣赏
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/11651656486.jpg)
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看的体育场多了你是否会有一个疑问
为什么有的罩蓬支座处截面高向场内渐渐收小
而另一些则是内环截面高向支座收小?
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柏林体育场
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/01651656490.jpg)
巴西利亚足球场
周边传力的体育场罩蓬往往是圆形或椭圆形
罩蓬整体看是周边支承的圆(椭圆)开口板或壳
如果我们采用径向悬挑为主的概念设计
则周边根部截面大
而采用支座铰接的空间结构概念设计
则跨中内环截面大
索桁架屋面一般采用铰接支座
如巴西利亚足球场
周圈柱林支撑起内部轻盈的索膜罩蓬
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/61651656491.jpg)
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GMP事务所为2014年世界杯设计的
巴西里约热内卢马拉卡纳足球场改造项目
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罩蓬采用非常简洁的索桁架环绕一周
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/11651656497.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/01651656498.jpg)
受力体系十分简洁明了
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/61651656499.jpg)
索桁架的撑杆为一菱形桁架
马道、声光设备和大屏均附着其上
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屋面张拉膜的找形与索桁架的形式完美契合
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/01651656504.jpg)
(图片源于网络)
山东枣庄体育馆采用了一种新型的索桁架体系
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上层斜交双向布索
下层索仍为径向
即上、下索不共面的索桁架
双向索受力、刚度和稳定性
好于单一方向的径向索
但是双向索交叉节点带来了构造和施工的繁琐
斜向索长度较长
会给施工带来一定的困难
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上索的斜向交叉成就了螺旋状铺膜的效果
有别于已有体育场的径向铺膜
图案新颖漂亮
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郑州体育场则将大开口弦支穹顶用于室外体育场
也是一种应用创新
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/31651656511.jpg)
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柏林奥林匹克体育场2000年重建
GMP为其选择了自重轻的膜作为覆盖材料
这个罩蓬环向不闭合
因此采用了钢桁架悬挑的受力体系
不惜在上层看台中间设置立柱增加支点
这在新建场馆中几乎是不可能被允许的
当然这些柱被设计成非常纤细的重力柱(撑杆)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/01651656518.jpg)
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柏林体育场最早为举办1916年夏季奥运会而建
从场外厚重的历史砖墙
走入场内清新的场地和轻巧的膜结构罩蓬
穿越感十足
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钢桁架+膜结构的体育场
我亲自设计过一个
2006年我离开CCDI前
参与的最后一个建筑方案投标
——惠州体育场
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体育场屋面和外墙都采用了膜材
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立面幕墙膜的图案和折转变化
是建筑师商宏和我
在北京欧陆经典小区的宿舍里熬夜推敲出来的
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/21651656540.jpg)
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记得交标那天惠州下着大雨
我们的模型从北京空运至深圳机场
再汽车运至惠州
商宏为模型设计了各色灯光
方案文本和PPT中的很多图片不是电脑渲染图
而是直接拍摄的模型照片
当梦幻的模型灯光点亮
瞬间赢得竞争对手竞相围观不停拍照
感觉连对手都更欣赏我们的方案
商宏的述标专业、精彩、动情
可是专家投票却是第二名入围
我们很是失落
哦弥陀佛最后定标给了我们
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/11651656542.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/101651656543.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/51651656544.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/91651656544.jpg)
建筑模型灯光效果照片
惠州体育场这样周圈幕墙结构落地、看台给个支点
向场内挑出的罩蓬结构形式
近年来在很多大型体育场得到了应用
但是毋须讳言那一圈落地幕墙虽然漂亮
但并非体育场的必须
当投资有限时
罩蓬从看台顶挑出是经济的选择
我配合深圳市建筑设计研究总院设计的
广州亚运会网球场的主、副两场便是如此
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/11651656545.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/71651656546.jpg)
混凝土看台底面自然暴露也非常好看
建筑师为这个混凝土斜柱的设计
还专门参考了混凝土诗人奈维尔的书
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/21651656547.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/21651656548.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/91651656549.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/101651656550.jpg)
我请建筑师专门渲染了一张罩蓬钢结构的表现图
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/51651656551.jpg)
主馆采用径、环双向平面桁架
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/01651656552.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/51651656553.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/41651656554.jpg)
副馆则采用径、环双向H型钢梁
环梁铰接于径梁
仅腹板高强螺栓连接
翼缘不焊
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/61651656555.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/11651656556.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/61651656557.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/71651656558.jpg)
主副场的支座均设于看台柱顶
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/61651656559.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/51651656560.jpg)
你可能会问这样的支座弯矩不大吗?
柱顶能承受吗?
其实
这里我虽然设计了刚接支座
其实铰接也是可以的
为什么呢?
因为我更多地应用了
周边支承开口圆壳的受力模型
径、环双向网格结构形成了壳体受力的空间结构
内压环和外拉环形成的力偶
平衡了重力和支座竖向反力形成的力偶
而不是靠径向梁的悬挑(不是悬臂梁)
所以支座弯矩不太大
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/71651656560.jpg)
这种空间结构的受力模式是一把双刃剑
对付重力荷载、风荷载和地震作用非常好
但是在温度作用下空间结构会产生温度内力
副场环向梁在温度工况下轴力非常大
造成连接螺栓数量很多排布困难
同时支座的弯矩也剧增
设计中曾让人一筹莫展
还是悬挑梁这种静定结构好啊!
梁可自由变形不产生内力
此刻我灵感闪现:
为何不在温度工况下将空间结构
转化为悬臂梁的受力模式呢?
只需让环梁在温度作用下失效即可呀
于是我提出了“可呼吸结构”的思路
环梁腹板的连接螺栓数量不考虑温度
按重力、风、地震工况下
环梁的最大轴力配置螺栓个数
螺栓孔设计为水平长圆孔
这样当温度作用下
环梁轴力超过高强螺栓摩擦力时
螺栓滑动释放轴力
温度引起的支座弯矩也一并释放
而螺栓提供的正常摩擦力仍然保持
为此我们还进行了
高强螺栓连接副的滑动摩擦系数测试
寥寥几颗高强螺栓便成就了一个可呼吸的结构构思
既节约又安全
使用以来经过十余年四季温度循环
可呼吸的环梁运行良好
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/31651656561.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/11651656562.jpg)
广州亚运网球馆的这些照片
摄于2020年4月16日
距离2010年亚运会已整整10年
这座室外场馆钢结构油漆几乎丝毫没有破坏
再一次证明正常设计施工的钢结构防腐
是绝对可靠的
这一天我独自在主场和副场细细观察每一个细节
看着这个简朴的孩子依然朴素健康很是欣慰
2020年4月16日
就在我回访广州网球中心的同一天
广州举行了
恒大超级豪华的足球场建筑方案发布会
大莲花方案旋即引来舆论一片哗然
体育建筑到底该是朴实简约还是浮夸炫目?
这考验着城市决策者的心智
一座球场的辉煌不在乎它的豪华和宏大
而在于它的历史、故事、球迷和俱乐部
曼彻斯特老特拉福德球场(Old Trafford)
兴建于1908年
经多次扩建魅力依旧
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/61651656563.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/81651656564.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/41651656565.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/81651656566.jpg)
所谓体育建筑的体量、造型、力量和气势
都抵不过那一片绿茵的温柔
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/21651656567.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/101651656568.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/71651656569.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/71651656570.jpg)
纯粹悬挑梁的球场我也设计过一座
北京奥运国家网球中心主赛场
赛场的看台和罩棚恰似12片纯洁的花瓣
盛开在绿色的森林里并向着湛蓝的天空伸展
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/31651656571.jpg)
摄影:陈凯(新华社)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/31651656573.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/61651656573.jpg)
由于花瓣的概念
立面上巨大的“V”型切口非常醒目
因此12瓣看台和罩蓬
顺理成章地采用了12个独立的悬臂结构
这个方案
是CCDI体育事业部和澳洲BVN合作竞得的
记得做方案时建筑师郑方去了澳洲
给在深圳CCDI办公室的我拨入电话会议
问看台能不能不要斜出去的一个腿
作为参考的悉尼奥林匹克公园网球场就有个斜腿
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/11651656574.jpg)
悉尼奥林匹克公园网球场(图片源自网络)
我慌里慌张的手算了一下
干脆地回答“可以不要”
但是看台须采用混凝土看台
且挑梁根部的高度要保证3.1米
我可不是所谓的“大师”掐指一算
而是按公式计算了悬臂梁的挠度
从而推算了看台梁的竖向振动频率
满场的观众在体育场看台上的人致振动
是看台设计的控制指标
而不仅仅是看台的强度
这里还有个小插曲
后续设计中郑方微调了总平面
改变了看台斜梁的水平尺寸L
殊不知斜梁不同于水平梁
水平尺寸改变会联动使梁高h发生变化
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/91651656575.jpg)
斜梁高度随之变小了一点
我还和郑方吵了一架
争取改回了3.1米
我保留了当时工作模型照片
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/61651656575.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/61651656576.jpg)
悬挑梁下部支承于混凝土墙围合而成的多筒环状结构
稳定可靠
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/41651656577.png)
看台悬挑梁由下部落地混凝土墙体向外悬挑约12.5m
钢结构罩棚从看台悬挑梁顶端向场内挑出约17m
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/41651656578.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/61651656579.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/101651656580.jpg)
针对特殊的开口体形和网球比赛的风环境要求
我们做了风洞试验和CFD数值模拟
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/101651656580-1.jpg)
北京大学风洞试验
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/71651656581.jpg)
网格
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/31651656582.jpg)
风压分布
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/01651656583.jpg)
场地2m处风速
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/21651656584.jpg)
球高11.5m处风速
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/11651656585.jpg)
2007年6月22日施工中
盗一张2019年3月24日朋友圈的照片
花瓣网球场和施工中的“冰丝带”同框
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/21651656586.jpg)
2019年7月31日
在“冰丝带”工地上抓拍了一张网球场
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/21651656587.jpg)
这些年我坚持与方案建筑师直接配合
为建筑师提供自己原创的结构解决方案
尝头啖汤
在哈工大(深圳)教书期间
我带着研究生做了几个设计
前述广州亚运网球中心
是06级硕士生宋寒、齐宏拓完成的
在深圳也设计了两个很有特色的小项目
要感谢CCDI的老同事陈岩和隋丽
他们介绍我认识了新锐建筑师杨小荻和尹毓俊
得以为他们的一个颇具国际范儿的建筑小品配结构
——深圳湾生态科技城“活力中心”
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/11651656588.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/41651656589.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/81651656590.jpg)
建筑师玩了把纯粹的几何造型
这正是我的菜
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/31651656591-scaled.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/21651656593.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/01651656593.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/71651656594.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/01651656595.jpg)
这个项目如果仅是马鞍屋面
周边落地倒也没什么特殊
但是它的南北侧底面是腾空的
只有东西侧很小的面积落地
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/41651656595.jpg)
除了马鞍形屋面
内部还有使用楼层
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/61651656596.jpg)
我们利用了二层楼面
拉住南北侧的凌空斜拱形成了受力体系
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/81651656597.jpg)
再将底层、二层与屋面
用边桁架连接进一步加强结构整体性
在听完杨小荻和尹毓俊的建筑构思后
我随即提出了结构解决方案
没想到一拍即合
我绘制了结构构成草图
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/41651656597.jpg)
您也许会问
屋面和底面都是曲面
我怎么那么懒省事儿画成直线梁?
其实理论上马鞍曲面本身就是直纹曲面
由直线扭曲而成
不信你看广州塔曼妙身材的“小蛮腰”
塔身柱全为直线
就像一把筷子在筷笼里斜立着
还有深圳音乐厅的流动旋律般的幕墙
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/51651656598.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/11651656599.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/61651656600.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/91651656601.jpg)
接着由尹毓俊用Rhino从建筑模型中切出结构线
转由我的学生杨亮和张臣成建立有限元模型
很顺利地实现了一个看似很不可思议的建筑造型
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/51651656602.jpg)
施工初期结构整体受力体系尚未生成
斜拱形状需由临时支撑帮助保持
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/81651656603.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/91651656604.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/81651656605.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/21651656606.jpg)
2014年9月30日照片
2015年3月26日
工地走访时结构整体已成型
拆除了临时支撑
楼面、屋面混凝土一定要等钢结构支撑卸载
变形完成后才能浇筑
否则混凝土会随着钢结构变形而产生裂缝
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/61651656607.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/91651656608.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/71651656609.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/21651656610.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/31651656611.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/81651656612.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/31651656613.jpg)
2016年11月28日
在装修施工现场
可以看到楼面已浇好混凝土
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/01651656614.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/91651656615.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/71651656616.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/71651656617.jpg)
我眼中怎么觉得施工中的结构构成照片
比建筑竣工的成品还美呢
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/51651656618.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/51651656619.jpg)
2000年
我来深圳之初是在深圳大学建筑设计院工作
当时参与过一些万科的项目
结识了万科的技术负责人徐青大哥
十余年后
徐总为我带来了一个难得的设计机会
——深圳前海万科国际会议中心
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/91651656620.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/01651656621.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/61651656622.jpg)
它门前大跨雨棚或称灰空间的气势和趣味扑面而来
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/61651656623.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/01651656624.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/21651656625.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/01651656626.jpg)
夜色也迷人
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/71651656627.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/11651656628.jpg)
屋顶和立面大面积采用铝板幕墙
局部玻璃幕墙
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/91651656629.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/61651656629.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/21651656630.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/21651656631.jpg)
这是深圳华汇肖诚大师的建筑方案
外形由长方体切削而成
锐力而干净
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/71651656632.jpg)
我配合深圳市建筑设计总院做大跨结构设计
接手时建筑师和幕墙顾问已对铝板幕墙研究得很深
但结构方案一直没有敲定
徐青和万科项目部林雪旭找到我
希望能有经济、合理、快速的解决方案
在徐总的启发下
我提出了将铝板幕墙和屋盖一体化的网架方案
而且墙面网架杆件并非横平竖直
而是采用与幕墙分割一致的斜交网格
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/21651656633.png)
这个结构逻辑立即得到肖诚的认可
结构充分利用了幕墙的几何厚度因而合理经济
幕墙依着网架杆件又节约了斜向骨架材料
唯一增加的是结构设计的工作量
需要严丝合缝地按照建筑幕墙的网格建立网架模型
建模过程中我们不断地将三维结构模型提交华汇
套入建筑模型检查对比修正
工地已经开工
设计工期非常紧
这可累坏了我的学生肖坤、胡菁宇和张阳
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/81651656635.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/41651656636.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/51651656637.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/101651656637.jpg)
螺栓球节点网架施工成熟、便捷、经济
来到万科前海会议中心
你是否能猜到铝板幕墙包覆着的网架结构?
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/01651656638.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/01651656639.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/71651656640.jpg)
结构与幕墙一体化的设计概念
使用钢量比常规钢框架节约了2/3以上
2015年
从CCDI出来开了蔺科设计公司的商宏
邀我为中标的湖州吴兴区文体中心做钢结构设计
这是一座包含文化馆、图书馆、体育馆、商业酒店等
复杂的多功能综合体
建筑取意湖州丝绸和湖笔笔触
架空、悬挑、吊挂、错落、流淌、异形等手法无所不及
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/11651656641.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/01651656642.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/91651656643.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/21651656644.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/21651656645.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/01651656646.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/81651656647.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/31651656648.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/11651656649.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/31651656650.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/101651656651.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/81651656652.jpg)
(图片由商宏提供)
2006年9月
我从北京的奥运项目回到深圳
在哈工大(深圳)教了9年书
2015年9月
来到中建钢构(现中建科工)工作
这十余年来脱离了一线设计单位
虽然曾在北京、广州,乃至澳门都留下了满意的作品
但在我生活了20多年深爱着的深圳
却始终未能得到主持一项大型空间结构设计的机会
不免黯然
2006年深圳龙岗大运体育中心投标
CCDI的6号方案输给了GMP的“水晶石”
铩羽而归
由于时代久远、曲终人散
大运会的投标资料CCDI的老同事都未找到
我托朋友找了深圳市工务署的档案室
仅存有GMP的中标方案
落标资料未保存
深总院郭满良写过一篇文章评述这次国际竞赛
我在郭总那儿求到了CCDI方案文本
这对我个人是极其珍贵的历史资料
目录文件中的结构说明“+gu”是我定稿文件的惯用文件名
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/61651656653.jpg)
这个投标中我详细推演了体育场的结构逻辑
——首先——
采用常规的径向和环向交叉管桁架结构
验证了体育场罩蓬的可行性和经济型
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/21651656653.jpg)
结构有限元计算模型
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/91651656654.jpg)
交叉管桁架杆件轴力图
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/21651656655.jpg)
交叉管桁架变形图
上述结构形式和屋面的建筑效果没有直接的逻辑关系
需另作一套屋面和幕墙的骨架结构
——接着——
为了配合屋盖和幕墙阵列圆圈的建筑表皮
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/51651656656.jpg)
我将交叉管桁架体系
改为教科书上经典的蜂窝型三角锥网架
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/91651656657.jpg)
蜂窝型网架平面投影图
网架的构成如下
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/01651656657.jpg)
上弦
腹杆
下弦
蜂窝型网架结构
然后在三角锥网架主结构上附加装饰结构骨架
作上弦六边形的外接圆
作为屋顶覆盖材料的边框
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/61651656658.jpg)
作下弦六边形的外接圆
作为建筑吊顶材料的边框
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/71651656659.jpg)
——灵感——
经典的蜂窝型网架的六边形网格能较好地呼应圆圈图案
但仍需为屋面覆盖材料设置圆形边框
这时一个灵感来了
我想到了在不改变蜂窝型网架拓扑构成的基础上
采用上、下弦六边形的外接圆代替六边形
从而使装饰次结构与主体钢结构合二为一
形成“新型圆弧弦杆网架结构”
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/101651656660.jpg)
上弦
腹杆
下弦
圆弧弦杆网架结构
结构平面投影表明这种新型结构
图案巧妙,通透美观
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/31651656661.jpg)
新型圆弧弦杆结构平面投影图
虽然圆弧弦杆受力性能不如直杆
但通过合理设计
完全可达到结构安全的要求
同时由于省掉了装修次结构
结构体系与建筑效果完全一致
可带来可观的综合经济效益
十多年后
当我在网上看到2020年迪拜世博会
由AS+GG建筑事务所设计的
中心广场Al Wasl Dome
那曾经魂牵梦绕的圆圈圈图案
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/61651656661.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/01651656662.jpg)
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/61651656663.jpg)
以及世博会LOGO的同心圆阵列
![](http://www.ganggouren.com/wp-content/uploads/2022/05/21651656664.jpg)
据说LOGO创作灵感来源于迪拜沙漠一处考古遗址
the archaeological site of Saruq Al Hadid
中发掘出的一枚黄金指环
我不禁怀疑古往今来人类的灵感
是否在一个异度空间自由地交流共享
2006年
CCDI的小伙伴们提交了国际水准的投标文件
与HOK、GMP这样的国际老牌劲旅同台竞技
虽败犹荣
深圳标志性建筑的方案几乎被境外建筑师所垄断
这个状况在深圳新的文化建筑国际招标中仍然未见改变
我也尝试着直接接触境外建筑师
2020年
配合意大利博埃里事务所的深圳歌剧院方案
止步六强
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但愿今生还能有缘分
在深圳做一个地标项目的结构原创设计
不过令人欣慰的是
看到自己的学生毕业工作后成为
诸如“冰丝带”、深圳机场卫星厅
佛山德胜体育中心、重庆1949大剧院
中建科工大厦、深圳和杭州新国际会展中心
等知名建筑的结构专业主要设计人或业主项目管理者
不论从结构类型还是设计特点上都超越了老师
师以生荣
则是人生理想的另一层境界
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和学生们一起的快乐时光
文字/顾磊
配图/顾磊
排版/Akane
顾盼结构–顾磊的另类游记(十二),大跨空间结构的魅力与灵感。每一期都非常精彩,可回看前几期内容:
顾盼结构–顾磊的另类游记(一),东京代代木国立体育馆
顾盼结构–顾磊的另类游记(二),深圳应急医院建设记录
顾盼结构–顾磊的另类游记(三),大跨度结构见闻
顾盼结构–顾磊的另类游记(四),裸露的结构设计带来的视觉体验
顾盼结构–顾磊的另类游记(五),结构设计没有贫富之分,只有优劣
顾盼结构–顾磊的另类游记(九),砖石、砼、木、玻璃、膜结构见闻
顾盼结构–顾磊的另类游记(十),欧洲建筑结构见闻
顾盼结构–顾磊的另类游记(十一),米兰、巴塞罗那的结构见闻
来源:建筑和桥梁钢结构博物馆,作者:顾磊,如有侵权请联系我们。
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