國家速滑館“冰絲帶”由22條晶瑩的絲帶造型曲面玻璃幕墻環(huán)繞，遠(yuǎn)觀飄逸,，近看宏偉,。“冰絲帶”的屋蓋結(jié)構(gòu)是超大跨度索網(wǎng)結(jié)構(gòu),，跨度大,、面積大、空間大,，其建設(shè)施工與運(yùn)維保障背后,，中國團(tuán)隊(duì)貢獻(xiàn)了重要的科技力量。
“所謂的索網(wǎng)結(jié)構(gòu),，簡單地說,，就是一張由鋼索編織而成的大網(wǎng)。這樣一張大網(wǎng)‘扣’在了國家速滑館的上方,，形成一個(gè)馬鞍形雙曲面屋頂,。”浙江大學(xué)建筑工程學(xué)院教授羅堯治介紹,，“冰絲帶”屋蓋結(jié)構(gòu)由49對(duì)承重索和30對(duì)穩(wěn)定索編織而成,，長跨198米、短跨124米,，“冰絲帶”也是目前世界上跨度最大的單層雙向正交馬鞍形索網(wǎng)屋面體育館,。
由于一根索網(wǎng)就有幾噸重,，只有通過合理的張拉，才能織成一張網(wǎng),。在索網(wǎng)的施工過程中,，采取了“先地面拼裝、再整體提升”的工序,，由于場地空間限制,，鋪在地面等待張拉的鋼索需要微微拱起,。倘若沒有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐,，誰也不能輕易下令彎折動(dòng)輒幾噸的鋼索。
“國家速滑館屋蓋跨度大,、鋼索多,、內(nèi)力協(xié)調(diào)復(fù)雜，這要求結(jié)構(gòu)必須實(shí)現(xiàn)高精度的建造,?！闭憬髮W(xué)建筑工程學(xué)院教授鄧華介紹，團(tuán)隊(duì)在浙大打造了一個(gè)縮小版的“冰絲帶”模型,，模擬索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的建造全過程,，并驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)性能。
浙大團(tuán)隊(duì)基于大量的數(shù)值仿真結(jié)果和試驗(yàn)測試數(shù)據(jù),，在索網(wǎng)的整體提升,、張拉控制、施工驗(yàn)收和預(yù)張力監(jiān)測等方面提出了系統(tǒng)性的方案和建議,，為“冰絲帶”大跨度索網(wǎng)屋蓋結(jié)構(gòu)的高精度建造提供了有力的技術(shù)支撐,。
此外，團(tuán)隊(duì)還通過沙袋等,，在張拉好的索網(wǎng)施加荷載,。“我們?cè)谀Ｐ蜕系鯍觳煌暮奢d來模擬風(fēng)吹雪打的環(huán)境,，驗(yàn)證屋頂?shù)膹?qiáng)度和抗形變能力,。”鄧華說,。
為了更好摸清鋼索狀態(tài),，保障施工質(zhì)量與安全，羅堯治團(tuán)隊(duì)在施工環(huán)節(jié)就安裝上浙大自主開發(fā)的無線傳感器,，用以實(shí)時(shí)監(jiān)測和力學(xué)分析,。不僅在建設(shè)時(shí)發(fā)揮作用，在建成后,，也依舊為“冰絲帶”測量著“脈搏”與“心跳”,。
“拿到數(shù)據(jù),、傳輸數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù),，是我們開展監(jiān)測分析的全過程,。”浙江大學(xué)羅堯治團(tuán)隊(duì)成員,、建筑工程學(xué)院教授許賢說,，團(tuán)隊(duì)對(duì)速滑館的應(yīng)力、位移,、加速度,、溫度、風(fēng)壓,、索力六大類參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測,，測試點(diǎn)數(shù)多達(dá)千余個(gè)。
相較于傳統(tǒng)的剛性屋面結(jié)構(gòu)體系,，柔性的索網(wǎng)屋面在滿足結(jié)構(gòu)功能的前提下大大減少了結(jié)構(gòu)的用鋼量,，這樣精巧的空間設(shè)計(jì)為節(jié)能環(huán)保提供了保障。
“現(xiàn)代空間結(jié)構(gòu)技術(shù)水平是一個(gè)國家建筑科技水平的重要標(biāo)志,。人們不斷追求更大的建筑空間,，也促使我們不斷研究創(chuàng)新，來滿足工程建設(shè)的重大需求,?！闭憬髮W(xué)建筑工程學(xué)院董石麟院士說。
