【正文】 1 國家大劇院工程外部圍護結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼，是半橢圓球形，東西長軸，南北短軸 ，總高度 ，總投資 38億。內(nèi)設歌劇院（ 2416席）、音樂廳（ 2022席）及戲劇院（ 1040席）及公共大廳等。屋面采用鈦金屬板，整個網(wǎng)殼外環(huán)繞人工湖（ 35500m2），各種通道及入口均設在水下。設計者為法國巴黎機場公司安德魯建筑師，北京市建筑設計研究院參與主體設計。美國 《 今日美國 》 報評論認為，國家大劇院的落成象征了中國強大的經(jīng)濟實力，并將吸引國際文化產(chǎn)業(yè)投資。 案例 :國家大劇院 國家大劇院建筑設計方案為法國設計 2 國家大劇院 設計師 保羅 安德魯 國家大劇院由法國設計師保羅 安德魯設計。事實上，安德魯只是提出了一個設計概念和要求，而具體的施工圖設計大多是由北京市建筑設計研究院完成的，這就導致了 設計方案和施工圖不匹配 的問題。 我國沒有能獨立完成 EPC或 DB的工程公司。 3 由于國家大劇院地處特殊，于天安門廣場附近，按照規(guī)定國家大劇院高度不能超過 46公尺（米），唯一解決辦法是，將建筑物往下蓋。 施工約束條件 國家大劇院地下建筑深達 ，大部分建筑物必須埋在地下。 這大大提高了施工難度和工程造價 4 工地下方 18米處，有一條地下河流 永定河。在如此高的水位上作業(yè)，任何挖掘和震動都會增加土壤中的水壓，使地基不穩(wěn)定，地質(zhì)學中稱之為“液化作用”。工程師必須設法不讓地下水滲入地基，否則將使天安門廣場附近建筑物發(fā)生形變甚至倒塌，后果不堪設想 施工約束條件 解決辦法：抽水、防堵 首先用 28臺抽水機每天抽掉 50萬加侖（約 1800噸）水，持續(xù) 7個月，以降低水床 防堵 抽水 接著用 1萬多立方米的防水水泥打造約 1米厚的地下防水墻，以防止地下水滲入到挖開的工地。 5 由于施工所在地土質(zhì)不良，無法得到施工所需的穩(wěn)定地面，地樁無法完全固定，因此施工人員不能只挖出標準或者深入的地基，還要設法解決地面壓力問題。 施工約束條件 解決辦法：浮床 在地面鋪上場 213米、寬 144米的浮床，中間留有一個空洞。 浮床 空洞能使建筑物產(chǎn)生的下壓力均勻分布，產(chǎn)生施工所需要的全面穩(wěn)定性 6 北京的惡劣天氣舉世聞名，且處于極其活躍的地震帶上。強風和地震是兩個看似不相關，實際上卻緊密聯(lián)系的問題。建筑物要求在季節(jié)性強風下表現(xiàn)出較好的剛性，而在地震狀態(tài)下，要保持足夠的彈性，以免建筑物倒塌。 施工約束條件 、強風等自然條件的挑戰(zhàn) 解決辦法：隔震軸承 隔震軸承在長跨距橋梁中常用到，這種隔震軸承讓結(jié)構(gòu)在強風中保持穩(wěn)固，同時又能使建筑物在地震剪力中保持彈性 金門大橋隔震軸承 強風 強震 隔震軸承 地震剪力 設計方案不合理，可施工性差，造成施工成本不必要的增加。如：由于采用鈦合金的外殼，加上設計者對現(xiàn)場地質(zhì)條件不熟悉，需要花費大量的勘察、試驗費；其 60％的建筑在地下，地下工程造價遠高于地上工程的成本，如施工過程中需要挖一個深坑，由于 沒有余地可以放坡 ，必須構(gòu)筑厚度為 ，深達 40米的鋼筋混凝土連續(xù)墻，這是人力、物力和財力的巨大耗費，不僅如此，功能上也造成種種困難，觀眾入場和設備存放等大都在地下，容易造成消防安全隱患。 方案設計的不合理性 國家大劇院的預留地及施工現(xiàn)場 原設計方案存在的主要問題： 8 原設計任務書規(guī)定的建筑面積約為12萬平方米，但是，設計者保羅 安德魯提交的設計方案的建筑面積為 平方米 ，由此造成設計概算達到 45億元，遠遠超過投資估算近 20億元； 建筑面積增加的同時，座位反而減少 300座 ，許多基本的功能還得不到應有的滿足，增加造價的同時，并沒有帶來項目價值的增加。 建筑面積嚴重超標： 芭蕾、歌劇專用廳 交響樂專用廳 舞臺劇、京劇專用廳 9 設計方案中采用的巨大的鈦合金外殼在北京這一沙塵暴頻發(fā)的地區(qū)，至今仍無有效地清洗方案，如果加上雨水的沖洗，將很難再見流光溢彩，晶瑩剔透的設計效果； 設計方案的運行和維護成本巨大，據(jù)估算，僅每月的電費就需要 400萬元人民幣 ，這樣勢必給造成資源的巨大的浪費和政府財政負擔增加。 設計方案維護成本巨大 10 對原設計方案的修改 修改方案主要是對原方案進行了 “ 兩壓一完善 ” 的局部修改。修改后的方案取消了小劇場的設計 ,并對原設計方案中的消防通道進行了修改。同時將建設規(guī)模壓縮到 ,4萬平方米的停車場工程從原方案中脫離出來。整個工程的投資 ,由原來預計的 50多億元壓縮到 38億元。 11 “水立方” —國家游泳中心 “水滴” —天津奧體中心 隨著我國的經(jīng)濟實力的增強，中國正在各個方面趕超西方國家，包括大型的建設項目。加之2022年北京奧運會的來臨，出現(xiàn)了越來越多的超大型項目 ,如國家大劇院、國家體育場、國家游泳中 心、天津奧林匹克體育場等，這些大型工程建設項目為了滿足特殊的功能設計和突出文化理念，往往沒有前例可循，還具有建設周期長、投資額大、工程質(zhì)量要求高等特點，這給工程施工帶來了新的挑戰(zhàn)。 在許多超大型項目建造過程中，有許多建筑師對這些項目的設計提出異議。事實上，在新舊思想碰撞時，爭議是在所難免的，悉尼歌劇院以及巴黎盧浮宮在建造過程中也都克服了最初面臨的責難，新思想最終會順應時代發(fā)展而逐漸成熟，成為主流。 工程施工技術新挑戰(zhàn) “鳥巢” 國家體育場 天津奧林匹克體育場，總投資 。建筑底面面積為 80,000m2，屋頂面積76,719m2，地上層數(shù) 6層，最高點高度 ，可容納觀眾數(shù) 60,000人。屋頂結(jié)構(gòu)采用鋼桁架懸挑結(jié)構(gòu)。屋面桁架落地，形似水滴。 天津奧林匹克體育場 13 采用高強混凝土預應力管樁 在保證工程安全度的前提下，合理地選擇樁型可以達到節(jié)省資金、縮短工期的目的，從而實現(xiàn)顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。在本工程樁基礎設計前，對樁型選擇進行了分析比較。從經(jīng)濟效益方面考慮，分別對 3種備選樁基方案需投入的資金進行了估算 (見表 )。可以看出，高強混凝土預應力管樁在滿足承載力要求的前提下，在經(jīng)濟效益方面有明顯的優(yōu)勢。 14 天津奧體中心體育場清水混凝土看臺板精細安裝施工技術 施工難度高、造價高 １、由于已安裝的鋼結(jié)構(gòu)桁架的覆蓋 ,兩層看臺之間重疊達近萬平方米 ,致使看臺板安裝時吊機安裝空間受到限制，而單純使用行走式吊車費用高。 ２、看臺板型號多達 596種 ,安裝管理工作復雜。同時測量放線工作量大 ,精度要求高 由于體育場看臺為橢圓形 ,設計圖要求預制看臺板的板形也要按照相應曲率弧形進行制作 ,以使安裝后的看臺板邊沿口呈橢圓順滑曲線。而面積達 36萬 M2,看臺上的預制看臺板按照相應的不同曲率做成曲 線狀板形 ,其模板設計、制作工作復雜 ,且投入大、成本高。 15 優(yōu)化設計、施工方案： 看臺板施工設備的優(yōu)化： 以塔式起重機為主、行走式吊車為輔的方案。使塔式起重機覆蓋面積大、工作性能穩(wěn)定、使用費用低的優(yōu)點和行走式吊車的機動靈活性相結(jié)合 ,克服了塔式起重機不能自行移動而出現(xiàn)覆蓋盲區(qū)的缺點 ,解決了單純使用行走式吊車費用高的不足。使安裝機械方案具有更好的操作性、安全性、經(jīng)濟性。 看臺板的優(yōu)化設計： 通過對看臺板板型進行設計優(yōu)化 ,以看臺板支座的看臺徑向斜梁軸線為折彎點 ,將看臺板設計成直邊折線板形 ,使單跨設置為直邊板 ,雙跨設置為直邊折線板。 將看臺板安裝平面按照 12個塔位分成 3個大安裝區(qū) ,每個安裝區(qū)包括 4個塔位 ,使 3臺塔式起重機各負責 1個安裝區(qū)內(nèi)的 4個區(qū)段。 南京是全國內(nèi)地第六個擁有地鐵的城市，在確保工程進度的同時研究解決建設過程中的關鍵技術難題，南京地鐵共完成科研項目 21項，目前已完成 11項科研成果鑒定。 南京地鐵工程 南京地鐵案例 17 南京地鐵建設 地鐵并不一定要建在地下，把地鐵建到地面上，可免去地下隧道的通風、照明、排水等設施。新加坡的地鐵 70%都是建在地上的。 南京地鐵也根據(jù)實際情況，選用了不同類型。一號線一期工程線路全長 公里，其中地下線 里，地上線 。二號線一期工程線路全長 公里，其中地下線 里，高架線 ，地面線 。南京地鐵一號線南延線和二號線西延