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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    
時間：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。將設計理念變為現實，離不開工程建設者們的辛勤努力。眾多新材料、新技術在奧運工程建設中廣泛應用，使每一座奧運場館都成為建筑精品，也引領了我國建筑業的發展方向。

    　　作為世界上最大的鋼結構工程，“鳥巢”外部鋼結構的鋼材用量為4.2萬噸，整個工程包括混凝土中的鋼材、螺紋鋼等，總用鋼量達到了11萬噸，這些鋼材全部為國產鋼。

    Q160E的使用

    　　在國家標準中，Q460E的最大厚度是100毫米，而“鳥巢”使用的鋼板厚度史無前例地達到110毫米。據工程技術人員介紹，Q460E建筑用鋼是我國科研人員經過三次技術攻關才研制出來的，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。中國自主創新的Q460E鋼材，撐起了“鳥巢”的鋼筋鐵骨，而且還使得“鳥巢”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鋼結構設計上得到首次使用。CATIA軟件有著強大的造型功能、三維察看、強效復制等功能，在體育場的設計中發揮了重要的作用。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的建模問題。在鋼結構安裝過程中，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，會直接影響到用鋼量的大小。所以要通過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程進行了整體分析，做出了科學的安裝順序，既節省了用鋼量，也改善了結構的抗震性。

    “鳥巢”使用的彎扭形鋼管 多點無模成型工藝的加工技術

    　　在施工過程中，技術人員還成功地實現了一系列的技術突破。“鳥巢”選用了1.2米×1.2米的方鋼管，要把它擰成麻花，平滑地過渡過來，形成“鳥巢”的造型。為此，鋼材加工廠家研發出多點無模成型工藝的加工技術，把50毫米厚的鋼板壓制成型，然后再把它焊接，形成這種“鳥巢”使用的彎扭形鋼管，這在國內外來說都是首次使用。

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

    新型材料ETFE膜

    　　在“鳥巢”西側，夢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，首創以泡沫結構為基礎分割出建筑的整體形狀和各個內部空間，實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，但實際上它非常堅固，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都不會斷裂。ETFE膜還具有很好的自潔性。

    低輻射low―E中空玻璃

    　　奧運會籃球比賽場地五棵松籃球館身披金色外衣，色彩新穎、時尚，走近觀察才發現，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題，還具有良好的保溫、隔熱性能。這種不到頭發絲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輕質隔墻 隔音、防水、環保、保溫

    　　此外，在五棵松籃球館中，還采用了室內新型PRC輕質隔墻，具有較高的隔音、防水、環保和保溫等性能。防水施工均使用了無味無毒的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，使用自動焊接設備焊接，保證了16000平方米卷材的接縫嚴密，經過一個雨季的淋水檢驗無滲漏。

    　　中國建筑業協會副秘書長王增彪說：“奧運工程對于我國建筑業的發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，對帶動建筑行業在新材料、新技術、新工藝的應用起到了引領作用；其次，奧運工程的建設在建筑業某些領域帶來了一場革命，比如"鳥巢"關鍵部位使用的Q460E鋼材，過去在這種材料的研制和使用上是一個空白，在"鳥巢"工程建設中，我們通過多次試驗填補了這個空白，這種材料現在已經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，如奧林匹克中心區，在奧運會結束以后，將會成為全國人民乃至全世界人民游覽的勝地。”

    來源:中國鋼鐵新聞網
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