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鳥巢“鋼土分離”抗震8級 分層疏散提高效率

作者：鋼結構網    
時間：2009-12-22 21:00:22 [收藏]

    5月12日的四川汶川大地震，讓遠在1500多公里外北京的很多人也感受到了震動。雖然北京的震動與震中所在地汶川相比微不足道,但是仍有眾多的目光聚焦在了奧運場館的抗震安全性上面，而國家體育場(“鳥巢”)照例是焦點中的焦點。不過很快，我們都聽到了來自鳥巢工程總指揮的明確答復，鳥巢可以抗8級地震。



    　　到底什么樣的設計保證了鳥巢的抗震級別？發生突發事件后，內部觀眾的安危又將如何保證？



    　　國家體育場有限責任公司副總經理張恒利在接受本報記者專訪時，揭開了鳥巢的設計玄機。



    　　“鋼土分離”保安全



    　　“鳥巢在防震方面最有保障的設計，就是鋼結構和混凝土的脫離”，張恒利告訴記者。他所指的，即是鳥巢外部的鋼結構和內部碗狀看臺的混凝土結構在力學上的脫離。



    　　其原理在于，在地震發生時，鋼結構和混凝土結構的震動頻率會產生差異，如果兩者在結構上存在聯結，由于各方伸縮的程度不同，互相牽扯就很容易造成破壞，“其后果難以控制”。



    　　出于同樣的原理，從表面上看來連貫一體的看臺，也從結構上分成了6個部分。如果如此大規模的看臺保持一體，地震發生時，其整體的協動就會在內部產生比較大的硬力，造成毀滅性的破壞。



    　　而將其分割成6個單獨的部分后，即使地震發生時各部分震動頻率不同，不同的區域可以自行移動，其中的能量就得以分解，分塊釋放。



    　　對于外部的鋼結構，張恒利介紹說，作為一個單體結構，其自重比較大，對于鋼材的要求非常高。出于防震和安全的需要，鋼材既要有一定的硬度，也要有一定的可塑性。因此，鳥巢采用了名為Q460EZ35的鋼材。



    　　據以往的資料顯示，“460”指的是鋼材的強度，它表明鳥巢在承受最大460兆帕的外力后，依然可以保持原有形狀，從強度上是普通鋼材的兩倍；“E”指的是負40度的沖擊韌性指標，這表明此鋼的韌性十足；而“Z35”則表明鳥巢鋼材的性能是最高級的。因此可以說，這種鋼材正符合了鳥巢的要求，集剛強和柔韌于一體。



    　　張恒利向記者介紹，針對外部的鋼結構，設計方都通過計算機進行過大震和中震的模擬，得出的結論都是這些地震不會對建筑造成破壞，“這就意味著，都是在確保安全的情況下才實施這種方案的。”



    　　8分鐘完成疏散



    　　張恒利認為，鳥巢這樣一個大型場館，在突發事件的應急方面，最重要的一個任務就是把人流疏散出去。



    　　而鳥巢的設計方案,正是考慮了如何以最快速度疏散人流。據介紹，鳥巢的看臺分為上、中、下三層，場館一共可以容納91000人，因此每一層大約有3萬人。其中的妙處在于，每一層的疏散通道都是獨立的，人流沒有形成交叉，“這就意味著它的疏散速度只相當于一個三萬人的體育場”。



    　　在理想的狀態下，根據人流量的設計，將體育場中的人員全部撤出需要8分鐘。據張介紹，國家對于建筑物的人流疏散具有強制標準，有明確規定在遭遇突發事件時，人員必須在某一時間之內撤離。



    　　除了獨立的疏散系統，完善的標示系統也縮短了疏散時間。鳥巢場內標示的路線都是直線，是最短距離，這就意味著沒有路徑上的浪費。



    　　另外，鳥巢的檢票系統設置在距體育場主鋼結構30米至50米之外，之間有一片空地。在緊急情況下，幾乎每一個鋼結構的空隙都可以作為出口進行疏散。疏散通道數量上的保證也是疏散能力提高的一個主要原因。



    　　雖然張恒利對記者信心十足地表示：“國家的標準已經非常高了，我認為我們撤離的標準還要高于它，在這方面擔心是沒有任何必要的。”



    　　但是，鳥巢設計聯合體成員??北京市建筑設計研究院信息中心主任，同時也是北京奧組委安全顧問的金磊對記者表示，這個8分鐘完成疏散的說法是在理想狀況下才能實現的，“然而如何應對突發事件中，人們的恐慌和失序”？



    　　張恒利也承認，如果出現突發事件，預案的一個主要針對點就是人群的恐慌，以及硬件設施是否會出現問題。



    　　對此，他們對于處在鳥巢東側的疏散區進行了極端情況下的計算機模擬測試。這塊區域由于相對狹窄，而成為了鳥巢相對薄弱的地方。他表示，計算機模擬了在人員最密集、出現最極端情況下的情況，被證明也是安全的。



    　　他透露說，鳥巢目前已經制定針對奧運會期間的突發事件應急預案。不過同時，由于工作人員仍然沒有完全到位，目前還沒有在鳥巢內部做過任何突發事件處置演練。

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