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新材料新工藝在奧運工程中得到廣泛應用

作者:鋼結構網(wǎng)    
時(shí)間:2009-12-23 10:02:13 [收藏]

      在奧運工程中,新穎的設計理念層出不窮。將設計理念變?yōu)楝F實(shí),離不開(kāi)工程建設者們的辛勤努力。眾多新材料、新技術(shù)在奧運工程建設中廣泛應用,使每一座奧運場(chǎng)館都成為建筑精品,也引領(lǐng)了我國建筑業(yè)的發(fā)展方向。

      作為世界上最大的鋼結構工程,“鳥(niǎo)巢”外部鋼結構的鋼材用量為4.2萬(wàn)噸,整個(gè)工程包括混凝土中的鋼材、螺紋鋼等,總用鋼量達到了11萬(wàn)噸,這些鋼材全部為國產(chǎn)鋼。

    Q160E的使用

      在國家標準中,Q460E的最大厚度是100毫米,而“鳥(niǎo)巢”使用的鋼板厚度史無(wú)前例地達到110毫米。據工程技術(shù)人員介紹,Q460E建筑用鋼是我國科研人員經(jīng)過(guò)三次技術(shù)攻關(guān)才研制出來(lái)的,它不僅在鋼材厚度和使用范圍上前所未有,而且具有良好的抗震性、抗低溫性、可焊性等特點(diǎn)。中國自主創(chuàng )新的Q460E鋼材,撐起了“鳥(niǎo)巢”的鋼筋鐵骨,而且還使得“鳥(niǎo)巢”主體結構的設計使用年限達到100年,耐火等級一級,抗震設防烈度8度。

    CATIA設計軟件

      CATIA設計軟件也在國家體育場(chǎng)鋼結構設計上得到首次使用。CATIA軟件有著(zhù)強大的造型功能、三維察看、強效復制等功能,在體育場(chǎng)的設計中發(fā)揮了重要的作用。工程師們利用它解決了復雜空間結構、扭曲構件與特殊節點(diǎn)的建模問(wèn)題。在鋼結構安裝過(guò)程中,主結構、次結構構件安裝的順序不同,各部件承受的內力就不同,會(huì )直接影響到用鋼量的大小。所以要通過(guò)詳細的施工模擬分析,運用有限元法計算程序對鋼結構施工過(guò)程進(jìn)行了整體分析,做出了科學(xué)的安裝順序,既節省了用鋼量,也改善了結構的抗震性。

    “鳥(niǎo)巢”使用的彎扭形鋼管 多點(diǎn)無(wú)模成型工藝的加工技術(shù)

      在施工過(guò)程中,技術(shù)人員還成功地實(shí)現了一系列的技術(shù)突破?!傍B(niǎo)巢”選用了1.2米×1.2米的方鋼管,要把它擰成麻花,平滑地過(guò)渡過(guò)來(lái),形成“鳥(niǎo)巢”的造型。為此,鋼材加工廠(chǎng)家研發(fā)出多點(diǎn)無(wú)模成型工藝的加工技術(shù),把50毫米厚的鋼板壓制成型,然后再把它焊接,形成這種“鳥(niǎo)巢”使用的彎扭形鋼管,這在國內外來(lái)說(shuō)都是首次使用。

      其他如低溫焊接技術(shù)、矩形鋼管永久模板混凝土斜扭柱施工技術(shù)的應用等,也都為“鳥(niǎo)巢”的完美成型提供了完整的技術(shù)支持。

    新型材料ETFE膜

      在“鳥(niǎo)巢”西側,夢(mèng)幻般的國家游泳中心“水立方”的墻體設計大膽求新,突破了傳統做法,首創(chuàng )以泡沫結構為基礎分割出建筑的整體形狀和各個(gè)內部空間,實(shí)現了從墻壁到天花板的整棟墻體結構連接順暢自然、嚴絲合縫。這種泡沫式的設計看似不如傳統結構結實(shí),但實(shí)際上它非常堅固,在吸收地震能量方面也非常理想。構成這些泡沫的是一種新型材料ETFE膜,這種膜具有較好延展、抗壓性。此外,膜的延展性非常好,耐火性、耐熱性都很明顯。它可以拉到本身的三到四倍長(cháng)都不會(huì )斷裂。ETFE膜還具有很好的自潔性。

    低輻射low―E中空玻璃

      奧運會(huì )籃球比賽場(chǎng)地五棵松籃球館身披金色外衣,色彩新穎、時(shí)尚,走近觀(guān)察才發(fā)現,它的外立面是由一塊塊的鋁合金板“貼”成的,而且這些金色鋁板上面還有一些穿孔的裝飾,形成了錯落有致的平面,看上去如同麥穗在隨風(fēng)飄蕩。在金色外袍之內,采用了低輻射low―E中空玻璃,外面設有納米涂層,不僅解決了清洗和保潔問(wèn)題,還具有良好的保溫、隔熱性能。這種不到頭發(fā)絲1%厚度的低輻射膜層能將80%以上的遠紅外熱輻射反射回去,因此夏季就可以節能60%以上,冬季可以節能70%以上。

    室內新型PRC輕質(zhì)隔墻 隔音、防水、環(huán)保、保溫

      此外,在五棵松籃球館中,還采用了室內新型PRC輕質(zhì)隔墻,具有較高的隔音、防水、環(huán)保和保溫等性能。防水施工均使用了無(wú)味無(wú)毒的JS復合防水涂料。屋面采用PVC防水卷材系統,包括防水、吸音、隔熱、保溫等9種材料組成的復合屋面。在屋面PVC卷材施工中,使用自動(dòng)焊接設備焊接,保證了16000平方米卷材的接縫嚴密,經(jīng)過(guò)一個(gè)雨季的淋水檢驗無(wú)滲漏。

      中國建筑業(yè)協(xié)會(huì )副秘書(shū)長(cháng)王增彪說(shuō):“奧運工程對于我國建筑業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義。首先,因為奧運工程科技含量比較高,對帶動(dòng)建筑行業(yè)在新材料、新技術(shù)、新工藝的應用起到了引領(lǐng)作用;其次,奧運工程的建設在建筑業(yè)某些領(lǐng)域帶來(lái)了一場(chǎng)革命,比如"鳥(niǎo)巢"關(guān)鍵部位使用的Q460E鋼材,過(guò)去在這種材料的研制和使用上是一個(gè)空白,在"鳥(niǎo)巢"工程建設中,我們通過(guò)多次試驗填補了這個(gè)空白,這種材料現在已經(jīng)應用在一些大規模的鋼結構項目上;第三,奧運工程形成了一批建筑的歷史文化遺產(chǎn),如奧林匹克中心區,在奧運會(huì )結束以后,將會(huì )成為全國人民乃至全世界人民游覽的勝地?!?br />
    來(lái)源:中國鋼鐵新聞網(wǎng)
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