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新材料新工艺在奥运工程中得到广泛应用

作者：中国建筑金属结构信息网网    
时间：2009-12-23 10:02:13 [收藏]

    　　在奥运工程中，新颖的设计理念层出不穷。将设计理念变为现实，离不开工程建设者们的辛勤努力。众多新材料、新技术在奥运工程建设中广泛应用，使每一座奥运场馆都成为建筑精品，也引领了我国建筑业的发展方向。

    　　作为世界上最大的中国建筑金属结构信息网工程，“鸟巢”外部中国建筑金属结构信息网的钢材用量为4.2万吨，整个工程包括混凝土中的钢材、螺纹钢等，总用钢量达到了11万吨，这些钢材全部为国产钢。

    Q160E的使用

    　　在国家标准中，Q460E的最大厚度是100毫米，而“鸟巢”使用的钢板厚度史无前例地达到110毫米。据工程技术人员介绍，Q460E建筑用钢是我国科研人员经过三次技术攻关才研制出来的，它不仅在钢材厚度和使用范围上前所未有，而且具有良好的抗震性、抗低温性、可焊性等特点。中国自主创新的Q460E钢材，撑起了“鸟巢”的钢筋铁骨，而且还使得“鸟巢”主体结构的设计使用年限达到100年，耐火等级一级，抗震设防烈度8度。

    CATIA设计软件

    　　CATIA设计软件也在国家体育场中国建筑金属结构信息网设计上得到首次使用。CATIA软件有着强大的造型功能、三维察看、强效复制等功能，在体育场的设计中发挥了重要的作用。工程师们利用它解决了复杂空间结构、扭曲构件与特殊节点的建模问题。在中国建筑金属结构信息网安装过程中，主结构、次结构构件安装的顺序不同，各部件承受的内力就不同，会直接影响到用钢量的大小。所以要通过详细的施工模拟分析，运用有限元法计算程序对中国建筑金属结构信息网施工过程进行了整体分析，做出了科学的安装顺序，既节省了用钢量，也改善了结构的抗震性。

    “鸟巢”使用的弯扭形钢管 多点无模成型工艺的加工技术

    　　在施工过程中，技术人员还成功地实现了一系列的技术突破。“鸟巢”选用了1.2米×1.2米的方钢管，要把它拧成麻花，平滑地过渡过来，形成“鸟巢”的造型。为此，钢材加工厂家研发出多点无模成型工艺的加工技术，把50毫米厚的钢板压制成型，然后再把它焊接，形成这种“鸟巢”使用的弯扭形钢管，这在国内外来说都是首次使用。

    　　其他如低温焊接技术、矩形钢管永久模板混凝土斜扭柱施工技术的应用等，也都为“鸟巢”的完美成型提供了完整的技术支持。

    新型材料ETFE膜

    　　在“鸟巢”西侧，梦幻般的国家游泳中心“水立方”的墙体设计大胆求新，突破了传统做法，首创以泡沫结构为基础分割出建筑的整体形状和各个内部空间，实现了从墙壁到天花板的整栋墙体结构连接顺畅自然、严丝合缝。这种泡沫式的设计看似不如传统结构结实，但实际上它非常坚固，在吸收地震能量方面也非常理想。构成这些泡沫的是一种新型材料ETFE膜，这种膜具有较好延展、抗压性。此外，膜的延展性非常好，耐火性、耐热性都很明显。它可以拉到本身的三到四倍长都不会断裂。ETFE膜还具有很好的自洁性。

    低辐射low―E中空玻璃

    　　奥运会篮球比赛场地五棵松篮球馆身披金色外衣，色彩新颖、时尚，走近观察才发现，它的外立面是由一块块的铝合金板“贴”成的，而且这些金色铝板上面还有一些穿孔的装饰，形成了错落有致的平面，看上去如同麦穗在随风飘荡。在金色外袍之内，采用了低辐射low―E中空玻璃，外面设有纳米涂层，不仅解决了清洗和保洁问题，还具有良好的保温、隔热性能。这种不到头发丝1％厚度的低辐射膜层能将80％以上的远红外热辐射反射回去，因此夏季就可以节能60％以上，冬季可以节能70％以上。

    室内新型PRC轻质隔墙 隔音、防水、环保、保温

    　　此外，在五棵松篮球馆中，还采用了室内新型PRC轻质隔墙，具有较高的隔音、防水、环保和保温等性能。防水施工均使用了无味无毒的JS复合防水涂料。屋面采用PVC防水卷材系统，包括防水、吸音、隔热、保温等9种材料组成的复合屋面。在屋面PVC卷材施工中，使用自动焊接设备焊接，保证了16000平方米卷材的接缝严密，经过一个雨季的淋水检验无渗漏。

    　　中国建筑业协会副秘书长王增彪说：“奥运工程对于我国建筑业的发展具有非常重要的意义。首先，因为奥运工程科技含量比较高，对带动建筑行业在新材料、新技术、新工艺的应用起到了引领作用；其次，奥运工程的建设在建筑业某些领域带来了一场革命，比如"鸟巢"关键部位使用的Q460E钢材，过去在这种材料的研制和使用上是一个空白，在"鸟巢"工程建设中，我们通过多次试验填补了这个空白，这种材料现在已经应用在一些大规模的中国建筑金属结构信息网项目上；第三，奥运工程形成了一批建筑的历史文化遗产，如奥林匹克中心区，在奥运会结束以后，将会成为全国人民乃至全世界人民游览的胜地。”

    来源:中国钢铁专家入口网
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