国家体育场屋面雨水设计中的难点问题.pdfVIP

国家体育场屋面雨水设计中的难点问题 刘 　鹏 　朱跃云 　郭汝艳 ( 中国建筑设计研究院 ,北京 　100044) 摘要 　国家体育场经过“奥运瘦身计划”后 ,取消了可开启屋顶 ,但屋面整体上仍保留了无规律 的造型 。由于屋面钢结构和膜结构共同组成的大小 、高低不一的 1 200 多个分块相互间互不连通 ,膜 结构低于钢梁上表面 950 mm ,这些巨大的“水池”在降雨时若不能及时排除雨水 ,将会给屋顶的安全 性带来严重问题 。介绍了无规则屋面汇水面积的确定 ,积水荷载 , 降雨荷载 , 因雨水斗堵塞造成失误 的概率等国家体育场屋面雨水排水的核心问题 。 关键词 　国家体育场 　屋面雨水 　独立分块 　汇水面积 　积水荷载 　堵塞概率 　安全性 　　国家体育场屋面雨水系统的施工图设计以瘦身 和膜结构共同围成大小不等 、高低错落的 1 200 多 后重新完成的初步设计为基础 ,仍然沿用了重力与 个不规则分块 ,分块之间互不连通 ,在降雨时这些分 虹吸组合式系统的设计原则[ 1～3 ] 。系统的排水能力 块就好像一个个悬挂在天空的水池 。屋面边缘与立 和安全性设计一直是倍受关注的两大问题 ,也是设 面的连接部位称为“肩部”,是顶面与立面的结构平 计中最具挑战性的难点 。计算是对排水能力和安全 滑过渡段 ,部分平面投影面积 占小比例的肩部分块 性分析的基本方法 ,本文介绍其中几个具有通用性 雨水不能被组织排放 , 因此排水系统负责组织排放 的计算方法 。排水能力设计的难点是确定汇水面积 836 个分块的雨水 ,总汇水面积约 58 692 m2 。 等设计参数 ,安全性设计的难点则是对堵塞 、积水荷 雨水系统由重力系统 、集水槽和虹吸系统三部 载等的分析和计算 。繁复的屋面使具体的计算数据 分组成 ,在屋面排水天沟中设置重力雨水斗 ,约 500 2 量比较庞大 ,一些算法的推导过程又比较复杂 ,限于 m 范围内的膜单元及其围护结构内的雨水以重力 篇幅一概略过 。 排水方式接入悬吊在屋面主围护结构梁下的一个水 1 　屋面雨水设计概况 平集水槽中 ,集水槽 内设置虹吸式雨水斗 。2 或 3 2004 年 4～8 月的“奥运瘦身计划”后 ,鸟巢虽 个相近标高的集水槽内的虹吸式雨水斗由一条虹吸 然失去了可开启屋顶 、重新布局了屋面形式 ,但整体 排水悬吊管和立管连接 ,立管沿建筑外围框架的指 上保留了无规律的造型 。图 1 是国家体育场的屋面 定位置的钢制立柱下降到楼板下 ,沿顶板敷设直到 形式 。 出户排入建筑物周围的雨水管道系统 。 2 　难点问题 2 . 1 　汇水面积的确定 鸟巢的屋面彼此独立的分块单元数量多 ,式样 不规则 ,面积不等 ,膜结构表面低于钢梁上表面 950 mm ,平均有 10 % 的坡度 。顶面的大部分区域分块 由多边形布局形式的钢结构围合 ,但在肩部区域 ,分 块单元跨跃顶面和立面 ,对雨水而言没有明确的围