钢结构和膜结构的完美结合 ——水立方
建筑档案
建筑简称:
水立方(Water Cube)
英文名称:
National Aquatics Centre
建设地点:
北京奥林匹克公园
结构类型:
空间钢架结构 薄膜结构
建筑面积:
79532平方米
长、宽、高:
177米(长)×177米(宽)×31米(高)
赛事功能:
游泳、跳水、花样游泳 娱乐节目
座位数量:
4000个(永久性)、2000个(可拆除)、临时座位数11000个
开工时间:2003年12月24日
竣工时间:2008年1月28日
建筑造价:约10.2亿(各界捐献约8.5亿人民币)
业主单位:北京市国有资产经营有限责任公司
设计单位:中建设计联合体、澳大利亚PTW建筑设计事务所、ARUP澳大利亚有限公司联合设计
建声设计单位:北京清华同衡规划设计研究院有限公司建筑声学与室内设计研究所
施工单位:中建一局建设发展有限公司
1、比赛大厅
2、热身区
3、嬉水大厅
4、泡泡吧
空间钢架构设计图
水立方总用钢量6900吨,每平方米用钢量仅120公斤,最大跨度130米。结构节点形式分为球型、半球型、方钢管相贯三种,杆件分为圆钢管、方钢管两种形式。所有构件壁厚由6mm到40mm。节点9290个,杆件数量将近20670根。
气泡理论
“水立方”多面体空间刚架结构几何构成的理论基础是“气泡理论”(foam physics) 。十九世纪末期,Lord Kelvin 提出了如下问题: “如果我们将三维空间细分为若干个小部分, 每个部分体积相等但要保证接触表面积最小,这些细小的部分应该是什么形状?”
1993 年, 爱尔兰教授Weaire和Phelan提出了一种解决方案,构造模型中采用两种不同的单元体,一种为十四面体,另一种为十二面体。到目前为止,Weaire-Phelan多面体组合仍被认为是Kelvin问题的最理想的解答。
阵列绕轴( 1, 1, 1) 旋转60°后,在x , y ,z 三个方向上相同切割位置切割出的表面图案是一样的, 而且切出的弦杆种类少