93米弦支穹顶结构创世界记录 每平米用钢60公斤

　　走进工大体育馆，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。而“鸟巢”的用钢量每平米在400公斤左右，“水立方”每平米也有200公斤。

体育馆全景

　　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。

　　巧用预应力 四两拨千斤

　　据张爱林介绍，预应力弦支穹顶结构是巧用了预应力，从而起到了四两拨千斤的效果。

他解释说，预应力就是在构件中提前加力来应对钢结构本身所受到的荷载，包括屋面自身重量的荷载、风荷载、雪荷载、地震荷载作用等等。施加预应力是通过拉紧钢索来实现的，这和拉弓有异曲同工之处。当弓弦被拉紧时，弓身就会拱起，产生一个向前的力。同理，通过机器拉紧钢索会使羽毛球馆的钢网架向上拱起，从而产生和外荷载效应相反的力。

　　他说，预应力的施加使羽毛球馆拥有轻盈外观的同时“骨架”也不失坚韧和刚强，同羽毛球、艺术体操这两个观赏性和竞技都同样很强的项目所传达出的柔中带刚的体育精神不谋而合。

　　北京市设计工程研究院副院长张然说，通过这种形式，场馆钢结构每平方米用钢量不到100公斤，而普通钢结构每平方米用钢量则翻一倍还要多。

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(责任编辑：老满)