“2013建筑、結(jié)構(gòu)巔峰對話：結(jié)構(gòu)成就建筑之美”國際會議主題報告：
陳彬磊：鋼織春繭——“深圳灣體育中心”結(jié)構(gòu)輕盈之美
深圳灣體育中心是2011年第26屆世界大學(xué)生運(yùn)動會主場館，是日本佐藤株式會社和北京市建筑設(shè)計院有限公司共同完成的。2009年6月開工建設(shè)，確保2011年8月12日大學(xué)生運(yùn)動會的召開及使用，除調(diào)試運(yùn)行外，建設(shè)工期不足兩年。2011年1月份，深圳市政府召開常委會決定把深圳灣體育中心由分會場調(diào)整為主會場。
工程概況
人們常常說“北有鳥巢，南有春繭”。深圳灣體育中心位于深圳灣濱海休閑帶中段，南山后海中心區(qū)東北角，深圳灣后海填海區(qū)內(nèi)。作為2011年第26th世界大學(xué)生夏季運(yùn)動會的主會場，也是深圳重點城市景觀和公共活動空間。整個項目占地約30.77公頃，總建筑面積25.6萬平方米。整個春繭東西長500米，南北242米。
大運(yùn)會期間，體育中心承擔(dān)足球預(yù)賽、乒乓球決賽、游泳訓(xùn)練等功能，同時承擔(dān)賽會的開幕式。賽后體育中心主要作為全民健身場所服務(wù)于周邊群眾，同時承擔(dān)部分國內(nèi)綜合賽事、專項賽事、體育訓(xùn)練功能及商業(yè)運(yùn)營設(shè)施。體育場容納觀眾2萬人（固定座位），綜合館容納觀眾1.3萬人（其中固定座位1.0萬個），游泳館為游泳訓(xùn)練池，可容納觀眾2千人（其中固定座位500個）。
結(jié)構(gòu)體系
項目地下室及地上看臺等是現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系，其他地方都是單層網(wǎng)殼。為控制成本增設(shè)樹狀柱，同時保證統(tǒng)一的構(gòu)件外皮尺寸（450×700），根據(jù)受力的要求來調(diào)整鋼板的厚度。
豎向支撐系統(tǒng)包括四個部分，分別是：1）支撐網(wǎng)殼的31棵4分枝樹形柱，其中體育場西側(cè)看臺上的8棵樹形柱主干為Φ1500的鋼管混凝土柱，分枝為Φ900的鋼管，其余位置的樹形柱主干為Φ600的4鋼管柱，分枝為Φ600的鋼管；2）支撐網(wǎng)架與網(wǎng)殼的V形柱（位于網(wǎng)架上弦環(huán)梁下），其中體育館周邊分布40個，游泳館周邊分布30個；3）觀景橋兩側(cè)的橋塔立柱；4）下沉廣場西立面幕墻柱。觀景橋采用桁架結(jié)構(gòu)（扁拱形，與上弦網(wǎng)殼對應(yīng)），上下弦之間通過V形布置的腹桿連接。橋凈跨102.8～107.3m，桁架最小高度11.2m，下弦距地最大高度30.4m。單層網(wǎng)殼除上述支撐體系外，周邊及大樹廣場共分布125個落地支座，其中大樹廣場38個，其余位置87個。
結(jié)構(gòu)荷載
結(jié)構(gòu)荷載主要是風(fēng)和溫度。而溫度荷載主要考慮四個方面：鋼構(gòu)件陰陽面溫差、西曬溫差（太陽落山時，陽光的低角度照射）、環(huán)境溫度變化、合攏溫度。
節(jié)點設(shè)計
結(jié)構(gòu)設(shè)計兩個正方形桿件交接的時候是直角，而建筑師要求是圓角，后來我們說做一個假圓角，拿4mm的鋼管把圓角倒出來了。
柱子落到混凝土上面，樹狀柱就跟4根筷子一樣底下綁在一起而上邊分開。頂端跟屋面怎么結(jié)合、分杈怎么分都是結(jié)構(gòu)需要考慮的問題。實際上分杈的地方和頂?shù)墓?jié)點，都是加工出來的。在分杈的地方放了一個8公分的板，跟屋面結(jié)合的節(jié)點考慮了三種方式，銷軸節(jié)點、球鉸節(jié)點和相貫節(jié)點，最后采取的是相貫節(jié)點。
鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量和安裝偏差驗收標(biāo)準(zhǔn)
深圳灣體育中心鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計和施工都鮮有實例；除執(zhí)行常規(guī)質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)外，部分質(zhì)量驗收項目“無據(jù)可依”。為加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量管理，保證鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量，根據(jù)相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計要求，制訂標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)施工。
結(jié)構(gòu)設(shè)計中關(guān)鍵技術(shù)與方法
（1）超長鋼結(jié)構(gòu)不設(shè)縫
深圳灣體育中心530m×240m的屋蓋鋼結(jié)構(gòu)不設(shè)縫，混凝土結(jié)構(gòu)的不設(shè)縫長度也達(dá)260米。從常規(guī)的概念來講，溫度作用對結(jié)構(gòu)設(shè)計必然存在較大影響。然而，通過構(gòu)件的應(yīng)力設(shè)計發(fā)現(xiàn)，對部分構(gòu)件（如網(wǎng)殼落地端支座附近構(gòu)件），溫度參與的組合起控制作用，但對大部分屋面構(gòu)件，溫度參與的組合并不起控制作用。由于屋面采用四邊形的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，同時整個屋面在空間彎曲變化，因此，盡管屋蓋結(jié)構(gòu)長向尺度很大，仍具有良好的吸收溫度變形的能力。在溫度作用下，屋蓋在短向有很大的伸縮變形能力，從而保證了長向的伸縮變形能力。
（2）“復(fù)雜曲面+彎扭構(gòu)件”單層網(wǎng)殼圖紙表達(dá)
構(gòu)件外形尺寸在圖紙表達(dá)的時候只給中心的點，同時配了一個中心點的方向矢量，這個矢量是下一圓中點的連線，最后出來的東西空間是一條線，通過矢量的轉(zhuǎn)角表明了空間運(yùn)行軌跡，所以一方面數(shù)據(jù)量小多了，另外精度很高，因為只有一個點不用跟誰閉合。所以施工單位拿到這個數(shù)據(jù)處理就特別順暢，整個后期加工效率精度都很高。
成本控制
從設(shè)計單位來說，包括從建筑師作為主持專業(yè)來說，最怕的就是最后跟甲方倒騰投資倒騰錢，從工程周期來看肯定是一邊設(shè)計一邊施工一邊修改的“三邊工程”。我們在每次出圖的時候?qū)ｉT在后邊留了一個說明，說明這版圖紙里邊還沒有明確的內(nèi)容，在甲方組織前期招標(biāo)的時候，要配合甲方留出來相應(yīng)的材料量。因為1t鋼投標(biāo)的時候是一個價，到工程實踐時又是另一個價格。整個項目用鋼量評估在175公斤/平米，這比預(yù)期多了10公斤。
配合這個項目也有好多同行問怎么理解建筑師與結(jié)構(gòu)工程師的關(guān)系，我們做過一個小學(xué)校的大門，大門跨度接近30m，高度不能大于0.85m，除了凈跨，這邊還有一些造型的東西，這樣要求結(jié)構(gòu)不能超過700mm高，BCIS的I作為柱子，這就是建筑師和結(jié)構(gòu)師的關(guān)系，結(jié)構(gòu)師就是為建筑師尋找支點，這叫胸有大愛才有支點，這也是建筑師和結(jié)構(gòu)師的關(guān)系。
結(jié)構(gòu)只要有大愛肯定有發(fā)現(xiàn)，比如說這是一個常規(guī)酒店項目，通常一個開間8~9m，還有兩個標(biāo)準(zhǔn)件，中間一個核心筒，走道還是主風(fēng)道的位置，兩個標(biāo)準(zhǔn)件之間有一個豎井，我們后來就做了一個混凝土叉形梁，因為邊梁對層高沒有影響，梁的尺度、負(fù)擔(dān)都降下來了，這樣給整個層高和外部空間的凈高都有很好的影響。
