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水立方
ETFE充气膜分析
• 立面ETFE充气膜结构的系统 密封构造，采用三道连续完 整的密封，形成两个等压腔， 利用等压原理实现系统的密 封防水及排水。这三道密封 分别由夹具底座、中间的连 接膜片以及最外的压盖组成。 夹具底座作为整个密封系统 的最后一道防线也是最关键 的一道密封因此，其构造做 法是，在夹具底座三通与直 线段底座之间预留5mm的缝 隙，在接头处将不必要的部 分去除，在接缝处灌入硅酮 密封胶实现连续密封界上最大的膜结构工程，建筑外围采用世界 上最先进的环保节能ETFE(四氟乙烯)膜材料。 水立方”整体建筑由3000多个气枕组成，气枕大小不一、形 状各异，覆盖面积达到10万平方米，堪称世界之最。除了地面 之外，外表都采用了膜结构。 ETFE薄膜的使用在国内尚属首次,但过去20年内,由于这种 材料耐腐蚀性、保温性俱佳、自清洁能力强。欧洲有600至 800个建筑都用了这种材料，同时由于自身的绝水性，它可以 利用自然雨水完成自身清洁，是一种新兴的环保材料。 ETFE膜具有较好抗压性，甚至可以承受一辆汽车的重 量。气 枕根据摆放位置的不同，外层膜上分布着密度不均的镀点，这 镀点将有效的屏蔽直射入馆内的日光，起到遮光、降温的作用 。 水立方”占地7.8公顷，却没有使用一根钢筋，一块混凝土。 其墙身和顶棚都是用细钢管连接而成的，有1.2万个节点。只 有2.4毫米厚的膜结构气枕像皮肤一样包住了整个建筑，气枕 最大的一个约9平方米，最小的一个不足1平方米。跟玻璃相比 ，它可以透进更多的阳光和空气，从而让泳池保持恒温，能节 电30%。膜结构自身就具有排水和排污的功能以及去湿和防雾 功能，尤其是防结露功能对游泳运动尤其重要。
鸟巢与水立方
主讲人：张腾燕 制作人：覃俊智
鸟巢简介
• “鸟巢”位于北京奥林匹克公园 内、北京城市中轴线北端的东侧， 建筑面积25.8万平方米。除了承 担奥运会开、闭幕式任务外，还 将在这里进行田径、男子足球决 赛等奥运会的重要比赛。这个体 育场能容纳观众10万人，其中临 时坐席2万个。奥运会后，可承担 重大体育比赛、各类常规赛事以 及非竞赛项目，是北京奥运会的 一座标志性建筑，是北京奥运会 留下的宝贵遗产，同时也将成为 北京市民广泛参与体育活动及享 受体育娱乐的大型专业场所。
解读水立方
采用同样材料作为表皮的其他建筑案例
伊甸园植物馆 表面材料由一层ETFE膜嵌入3层充气 垫制成，顶部传感器可通过感知风、 雪等荷载来调节气垫压以适应不同的情况。透明的材质使 其光线充裕明亮，同时起到隔热效果。 对于植物园来说，充裕的光 线渗透有利于园内植物的生长培 植，减少能耗，促进了内外空间 的交流。
建筑内部的热处理
气温较低时，水立方晶莹通透的结构特征使得外面的 阳光可以直接进入室内，给游泳池和室内空气加热。 气温较高时，水立方的“智能泡泡”系统可以通过 不同朝向、不同密度的反光斑点，以及在内外两层泡泡之 间实现互相通风的技术手段，来改变遮阳系数，降低它的 冷负荷，达到低温的目的。
同时，建筑内部实现了分层空调、分区空调这样一 个概念，通过技术手段来降低了“水立方”里的空调能耗。
总的来说，水立方通过它大胆的材料使用和结构建造， 开拓了建造建筑的新思路，向全世界展现了一个成功的生 态化仿生高技建筑。 而对于材料技术的研究也使得我们在原有ETFE 膜气枕 技术的基础上，有了新的突破和提高，从而形成了完整的 ETFE 膜充气体系成套技术。 这些先进技术在建筑的应用也给国内的建筑设计带来 了新的思考与方向。
建筑特色 使用新材料
自洁，轻盈，透光性高，保温效果好，安全隐患小。 结合双层表皮之间空气夹层，提高了建筑自身的保温功能 和通风能力，减少大量能耗，因此可算绿色节能建筑。
绿色环保可Байду номын сангаас续
通过膜上雨水汇集后的反复利用，建筑内部水系统的 重复循环，降低了游泳场的水能耗。
视觉效果好
外部看宛如阳光下一颗晶莹的水珠，内部看如同置 身于深蓝海洋之中，给人奇异的视觉享受。它是一个美观 的仿生生态建筑。
建筑内部的通风处理
建筑屋顶设有自然排风机。八个自然通风口可实现馆 内外空气流通，这样就能将建筑空间中的热量散发出去， 实现自然通风，保证在场观众观赛时室内空气清新。 同时，由于在夏季和太阳辐射较强的过渡季节，表皮 两个膜层间很容易形成温室效应，导致空腔内温度升高。 在屋顶空腔温度为40摄氏度时开启排风机，以设计排风量 三分之二的通风模式作为空腔通风的运行模式，既实现了 自然通风，又能降低室内温度，也使空调系统全年用电量 大大降低。
《水立方结构分析》课件
可持续发展前景
展望水立方在未来可持续发展方面的前景，如节能减排、绿色建 筑等。
THANKS
感谢观看
环保意识
水立方的膜材料具有良好的自洁性 和耐久性，降低了对环境的负担。
水立方的建筑特点
01
02
03
独特造型
水立方呈现出半透明的外 观，与周围环境和谐相融 ，成为北京的标志性建筑 之一。
高效节能
水立方的设计和建造采用 了多项节能技术，如自然 采光、太阳能利用等，有 效降低了能耗。
科技应用
水立方运用了先进的科技 手段，如智能化建筑管理 系统，提高了运营效率。
养等。
特殊情况处理
02
针对水立方可能遇到的特殊情况，如自然灾害、突发事件等，
制定相应的应急处理措施。
使用管理规定
03
制定水立方的使用管理规定，明确使用者的责任和义务，确保
建筑安全运行。
未来发展与展望
技术创新与应用
探讨未来在水立方施工与维护方面可能出现的新的技术和方法。
建筑改造与升级
分析水立方在未来可能进行的改造和升级，以满足新的使用需求 和技术要求。
金属屋面采用镀铝锌钢板和钛锌板等 材料，具有耐腐蚀、高强度和长寿命 等特点，能够保证屋面的防水和保温 性能。
玻璃幕墙
玻璃幕墙采用中空玻璃和Low-E玻璃 ，具有优良的保温、隔热和隔音性能 ，同时能够反射太阳光，减少室内温 度波动。
特殊功能材料
特殊功能材料
为了实现水立方的特殊功能，如水处理、水质监测和景观装饰等 ，需要采用一些特殊功能的材料。
水处理材料
水立方采用特殊的净水系统和循环水处理系统，需要使用相应的水 处理材料，如过滤器、消毒设备和水质监测仪器等。
展望水立方在未来可持续发展方面的前景，如节能减排、绿色建 筑等。
THANKS
感谢观看
环保意识
水立方的膜材料具有良好的自洁性 和耐久性，降低了对环境的负担。
水立方的建筑特点
01
02
03
独特造型
水立方呈现出半透明的外 观，与周围环境和谐相融 ，成为北京的标志性建筑 之一。
高效节能
水立方的设计和建造采用 了多项节能技术，如自然 采光、太阳能利用等，有 效降低了能耗。
科技应用
水立方运用了先进的科技 手段，如智能化建筑管理 系统，提高了运营效率。
养等。
特殊情况处理
02
针对水立方可能遇到的特殊情况，如自然灾害、突发事件等，
制定相应的应急处理措施。
使用管理规定
03
制定水立方的使用管理规定，明确使用者的责任和义务，确保
建筑安全运行。
未来发展与展望
技术创新与应用
探讨未来在水立方施工与维护方面可能出现的新的技术和方法。
建筑改造与升级
分析水立方在未来可能进行的改造和升级，以满足新的使用需求 和技术要求。
金属屋面采用镀铝锌钢板和钛锌板等 材料，具有耐腐蚀、高强度和长寿命 等特点，能够保证屋面的防水和保温 性能。
玻璃幕墙
玻璃幕墙采用中空玻璃和Low-E玻璃 ，具有优良的保温、隔热和隔音性能 ，同时能够反射太阳光，减少室内温 度波动。
特殊功能材料
特殊功能材料
为了实现水立方的特殊功能，如水处理、水质监测和景观装饰等 ，需要采用一些特殊功能的材料。
水处理材料
水立方采用特殊的净水系统和循环水处理系统，需要使用相应的水 处理材料，如过滤器、消毒设备和水质监测仪器等。
水立方结构简介PPT课件
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结构体系确定 •下部采用钢筋混凝土筒体剪力墙—框架扁梁—大板体系 •上部采用延性钢框架空间结构（屋面、墙） •上部钢框架墙体结构刚性支承于0.000及6.400钢筋混凝土平台
结构分析软件 •下部混凝土结构采用ETABS、SATWE、TAT、SAFE计算分析 •上部钢结构采用MST、STRAND7、SAP2000进行截面优化设计 •整体结构采用SAP2000、STAND7进行整体分析和抗震设计
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Hale Waihona Puke STRAND7 静力计算结果
自重下的位移
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焊接空心球节点
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典型节点
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墙体局部施工顺序
1
2
3
4
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三、膜结构
膜结构建筑是21世纪最具代表性的一种全新的建筑形 式，至今已成为大跨度空间建筑的主要形式之一。它集建 筑学、结构力学、精细化工、材料科学与计算机技术等为 一体。在2008年的奥运会建筑设计上，膜结构应用就得到 完美的体现。
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水立方 “水立方”整体建筑由3000多个气
枕组成，气枕大小不一、形状各异，覆 盖面积达到10万平方米。除了地面之外， 外表都采用了膜结构。安装成功的气枕 将通过事先安装在钢架上的充气管线充 气变成“气泡”，整个充气过程由电脑 智能监控。
如果ETFE膜有一个破洞，不必更换， 只需打上一块补丁，它便会自行愈合， 过一段时间就会恢复原貌。
土。其墙身和顶棚都是用细钢管连接而成的，有1.2万个节点 。只有2.4毫米厚的膜结构气枕像皮肤一样包住了整个建筑， 气枕最大的一个约9平方米，最小的一个不足1平方米。跟玻 璃相比，它可以透进更多的阳光和空气，从而让泳池保持恒温 ，能节电30%。
膜结构自身就具有排水和排污的功能以及去湿和防雾功能 ，尤其是防结露功能,对游泳运动尤其重要。
结构体系确定 •下部采用钢筋混凝土筒体剪力墙—框架扁梁—大板体系 •上部采用延性钢框架空间结构（屋面、墙） •上部钢框架墙体结构刚性支承于0.000及6.400钢筋混凝土平台
结构分析软件 •下部混凝土结构采用ETABS、SATWE、TAT、SAFE计算分析 •上部钢结构采用MST、STRAND7、SAP2000进行截面优化设计 •整体结构采用SAP2000、STAND7进行整体分析和抗震设计
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Hale Waihona Puke STRAND7 静力计算结果
自重下的位移
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焊接空心球节点
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典型节点
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墙体局部施工顺序
1
2
3
4
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三、膜结构
膜结构建筑是21世纪最具代表性的一种全新的建筑形 式，至今已成为大跨度空间建筑的主要形式之一。它集建 筑学、结构力学、精细化工、材料科学与计算机技术等为 一体。在2008年的奥运会建筑设计上，膜结构应用就得到 完美的体现。
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水立方 “水立方”整体建筑由3000多个气
枕组成，气枕大小不一、形状各异，覆 盖面积达到10万平方米。除了地面之外， 外表都采用了膜结构。安装成功的气枕 将通过事先安装在钢架上的充气管线充 气变成“气泡”，整个充气过程由电脑 智能监控。
如果ETFE膜有一个破洞，不必更换， 只需打上一块补丁，它便会自行愈合， 过一段时间就会恢复原貌。
土。其墙身和顶棚都是用细钢管连接而成的，有1.2万个节点 。只有2.4毫米厚的膜结构气枕像皮肤一样包住了整个建筑， 气枕最大的一个约9平方米，最小的一个不足1平方米。跟玻 璃相比，它可以透进更多的阳光和空气，从而让泳池保持恒温 ，能节电30%。
膜结构自身就具有排水和排污的功能以及去湿和防雾功能 ，尤其是防结露功能,对游泳运动尤其重要。
解读水立方
采用同样材料作为表皮的其他建筑案例
伊甸园植物馆 表面材料由一层ETFE膜嵌入3层充气 垫制成，顶部传感器可通过感知风、 雪等荷载来调节气垫压以适应不同的情况。透明的材质使 其光线充裕明亮，同时起到隔热效果。 对于植物园来说，充裕的光 线渗透有利于园内植物的生长培 植，减少能耗，促进了内外空间 的交流。
解读水立方
09建筑学01班 查新彧
建筑简介
由中建设计联合体，澳大利亚PTW建筑师事务所、 ARUP澳大利亚有限公司联合设计的国家游泳中心（水立 方）位于北京奥林匹克公园内，以水为设计理念，以薄膜 结构，空间钢架结构为主要结构。
整个建筑如水珠一般滴落在地面上，是一个美观，环 保，节能的绿色建筑，给人带来全新的体验。
建筑内部的光处理
水立方内部不同于一般大型场馆内部空气的沉闷和采 光的阴暗，它在一层和二层的走廊顶部安装的无数小灯泡， 把整体的光束划分成一道道细小的光线，再加上室外阳光 透过薄膜和支撑钢架的缝隙自然地洒向室内，两种光源的 光线融合在一起，不仅把“水立方”内部的空间切割得错 落有致，又照亮到空间每一个转角等光线不足的地方，拓 宽了观众的视线。 从观众的角度看，游泳池跳水台由于室外天然光源与 室内补充光源的叠加，直射光与反射光的叠加，使观众获 得了极其丰富的视觉体验。
全程自动化
气垫气泵压强的强弱，排风机风速的大小，防火防 雨雪的设置，乃至于建筑内部的气温水温高低都可以通过 计算机程序控制，确保了人在场馆中的舒适度以及安全性。
水立方的一些遗憾
采用全新材料技术，使得建筑造价高达十多个亿。虽 然维修方便，但是表皮材料使用寿命毕竟有限，而定时的 更新材料费用十分高昂。 而在尺度的处理方面，观众席与泳池周边路径的水平 距离偏短，这就使得观众在观赏 运动员胜出游行时有很大的视线 阻碍。
水立方结构分析PPT课件
加强维护保养
为了保持水立方的良好状态，需要加强维护保养，定期检查和维 修结构部件。
完善应急预案
为了应对突发事件，需要完善应急预案，确保能够及时采取有效 的应对措施。
提高科技含量
为了提高水立方的性能和功能，需要引入更多的科技含量，如智 能化控制系统和新型材料等。
未来展望
拓展功能
未来水立方可以进一步 拓展功能，如增加会展 、娱乐、商业等设施， 提高其综合性和竞争力 。
智能化设施
配备智能化系统，如自动 控制、智能化照明等，提 高运营效率和管理水平
水立方的应用和意义
高水平体育赛事举办地
水立方作为国际级的体育场馆，承办了多场世界级比赛，如世界 游泳锦标赛、短池游泳世锦赛等
社会效益
水立方的建成不仅提升了北京的城市形象，也为市民提供了良好 的运动和娱乐场所，同时展示了中国建筑设计的实力和水平
绿色发展
未来水立方可以更加注 重绿色发展，推广绿色 建筑理念，促进可持续 发展。
智能化升级
未来水立方可以引入更 多的智能化技术，实现 智能化升级，提高运营 效率和服务质量。
THANKS
可持续发展
水立方在设计和建造过程中注重环保和可持续发展，成为绿色建 筑的典范之一
02 水立方结构特征
基础结构特征
基础类型
水立方采用了筏形基础， 即建筑物荷载通过一块较 大的底板均匀传递到下层 土体中。
基础材料
主要采用混凝土材料，具 有强度高、耐久性好等优 点。
基础埋深
根据地质条件和建筑物规 模，基础埋深为2m左右 。
施工优势
ETFE膜材料可以自由地弯曲、折叠，使得建筑师可以更加灵活地设计建筑外形，同时也方 便了施工。
结构不足
水立方
国家游泳中心
水立方
场馆设计
“水立方”是北京奥运会国 家游泳中心，它的膜结构是世 界之最。它是根据细胞排列形 式和肥皂泡天然结构设计而成 的，这种形态在建筑结构中从 来没有出现过，创意十分奇特。 “水立方”的墙面和屋顶 都分内外三层，设计人员利用 三维坐标设计了3万多个钢质 构件是由中国与澳大利亚的设 计人员共同完成，这三万多个 钢质构件在位置上没有一个是 相同的。这些技术都是我国自 主创新的科技成果，他们填补 了世界建筑史的空白。
场馆设施
奥林匹克比赛大厅是水立方的 核心区域，整个大厅长：116m、 宽：70m、高：30m、面积8120 ㎡，内有水立方内部两个泳池， 游泳池25米*50米，水深3米；跳 水池25米*30米，水深4.5-5.5米。 坐席区拥有5000余个标准坐 席，座椅水天一色，如同一池碧 水飞溅出的层层浪花。大厅内空 气质量优良，自然光线、声音效 果、建筑构造和色彩等方面优美 结合，共同营造出舒适、愉悦、 令人兴奋的综合室内环境。
色彩缤纷的“水立方”
环保功能
“水立方”采用ETFE膜围护结构 设计，通过腔通风、自然通风、 自然采光等一系列的节能措施来 降低建筑物的运行能耗。全年设 计运行能耗低于国内同类型场馆 全年设计运行能耗。与国家《公 共建筑节能设计标准》中参照建 筑相比，整体节能可达9%左右 “水立方”采用了大量专门措施 降低自来水消耗，减少废水排放。 全年可收集雨水1万吨、洗浴废水7 万吨、游泳池用水6万吨。建筑物 所需的绿化、冷却塔补水、护城 河补水、冲厕、冲洗地面等用水 全部通过废水回用解决，每年可 减少废水排放量14万吨。
蓝色世界
建筑技术
膜结构建筑是21世纪最具
代表性的一种全新的建筑 形式国家游泳中心，至今 已成为大跨度空间建筑的 主要形式之一。它集建筑 学、结构力学、精细化工 材料科学与计算机技术等 为一体，建造出具有标志 性的空间结构形式，它不 仅体现出结构的力量美， 还充分表现出建筑师的设 想，享受大自然浪漫空间。 在2008年的奥运会建筑设 计上，膜结构应用就得到 完美的体现
水立方
场馆设计
“水立方”是北京奥运会国 家游泳中心，它的膜结构是世 界之最。它是根据细胞排列形 式和肥皂泡天然结构设计而成 的，这种形态在建筑结构中从 来没有出现过，创意十分奇特。 “水立方”的墙面和屋顶 都分内外三层，设计人员利用 三维坐标设计了3万多个钢质 构件是由中国与澳大利亚的设 计人员共同完成，这三万多个 钢质构件在位置上没有一个是 相同的。这些技术都是我国自 主创新的科技成果，他们填补 了世界建筑史的空白。
场馆设施
奥林匹克比赛大厅是水立方的 核心区域，整个大厅长：116m、 宽：70m、高：30m、面积8120 ㎡，内有水立方内部两个泳池， 游泳池25米*50米，水深3米；跳 水池25米*30米，水深4.5-5.5米。 坐席区拥有5000余个标准坐 席，座椅水天一色，如同一池碧 水飞溅出的层层浪花。大厅内空 气质量优良，自然光线、声音效 果、建筑构造和色彩等方面优美 结合，共同营造出舒适、愉悦、 令人兴奋的综合室内环境。
色彩缤纷的“水立方”
环保功能
“水立方”采用ETFE膜围护结构 设计，通过腔通风、自然通风、 自然采光等一系列的节能措施来 降低建筑物的运行能耗。全年设 计运行能耗低于国内同类型场馆 全年设计运行能耗。与国家《公 共建筑节能设计标准》中参照建 筑相比，整体节能可达9%左右 “水立方”采用了大量专门措施 降低自来水消耗，减少废水排放。 全年可收集雨水1万吨、洗浴废水7 万吨、游泳池用水6万吨。建筑物 所需的绿化、冷却塔补水、护城 河补水、冲厕、冲洗地面等用水 全部通过废水回用解决，每年可 减少废水排放量14万吨。
蓝色世界
建筑技术
膜结构建筑是21世纪最具
代表性的一种全新的建筑 形式国家游泳中心，至今 已成为大跨度空间建筑的 主要形式之一。它集建筑 学、结构力学、精细化工 材料科学与计算机技术等 为一体，建造出具有标志 性的空间结构形式，它不 仅体现出结构的力量美， 还充分表现出建筑师的设 想，享受大自然浪漫空间。 在2008年的奥运会建筑设 计上，膜结构应用就得到 完美的体现
水立方结构分析课件
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建筑学2班 刘凯翔 10310208 建筑学2班 闫伟 10310211
支撑结构
“水立方”的钢结构最大的特点就是不规则 该结构最基本 的特点是其几何构成不同于传统的空间网架结构，传统的 网架结构都是由简单的基本单元（三角锥，四角锥等）组 合而成，而该结构以由气泡衍生改良得到的多面体为基本 单元，进行空间阵列 。
钢结构高度：30.587m 支承形式：钢结构墙体周边支承于钢板组合砼框架梁
多角柱状体按照一定规律组合
12面体和14面体无限重复增多，在XYZ轴上不同角 度扭转形成有规律的形状
立面随机性的形成
因为建筑形体为规则的立方体，当那些多角柱状体经过扭 转重复组合后形成结构体时，还要根据建筑体量——长、 宽、高——的要求去切割，所以整个建筑结构看似没有规 律
多面体组合构成的基本结构沿三个正 交坐标轴是有规律的重复的。因此， 尽管外观呈现随机分布状态，但实际 上这种结构是建立在高度重复的基础 上的。这个阵列组成的无限空间内部 只包含三个不同的表面、四种不同长 度的边线和三种不同的节点。这种结 构上的高度重复无疑有利于对空间结 构的建造。同时，这种新型空间结构 体系具有节点汇交杆件少的明显特征， 每个节点的汇交杆件仅为四根。而普 通钢架结构中单个节点汇交杆件最少 的蜂窝型三角锥网架为六根，在这种 传统情况下，杆件在空间坐标上的定 位是一个技术性的难题，而且费工费 时，同时，多个杆件连接在一个节点 上，对于节点处杆件位置的预留问题 也提出了很高的要求。而这两个问题 在该新型空间结构中得到了很好的解 决。
水立方结构分 析
1、工程概况
国家游泳中心“水立方”位于奥林匹克大道西侧，与国家体育馆“鸟 巢”隔路相望。其建筑造型体现了与鸟巢的和谐共生。这一设计模仿 水分子的结合形式，具有高度的重复性，同时体现了随机无序的结构 美感。屋面和墙体的维护结构采用ETFE充气枕。结构的随意自然与 材料的纯净统一勾画出水立方独特的美感。
水立方-PPT课件
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为了更好地方便您的理解和使用，发挥本文档的价值，请在使用本文档之前仔细阅读以下说明： 本资料突出重点，注重实效。贴近实战，注重品质。适合各个成绩层次的学生查漏补缺，学习效果翻倍。本文档为 PPT格式，您可以放心修改使用。祝孩子学有所成，金榜题名。 希望本文档能够对您有所帮助！！！感谢使Enter
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“水立方”名字的来源
官方网站12月26日讯今天上午，随着国家游泳中心“水立方”最后一块外层膜结构被“补上”， 1437块“泡泡”安装全部完工，充满魔幻色彩的水蓝色建筑宣布外观整体亮相。下午，“水立方” 中方建筑师胡小明在接受官方网站专访时表示，“水立方”的名字灵感来源于“一个方盒子”、许 多“水泡泡”和许多的“水分子”。
胡小明回忆说，在国家游泳中心进入竞标阶段后，中方的几位建筑师和澳大利亚PTW公司一直都 在思考给这个建筑取一个什么样的名字。当时的构思是“一个方盒子”，容纳了许多“水泡泡”和 “水分子”的形象，大家为构思兴奋了很久，但却没有立即给它取一个确切的名字。
“有一天晚上工作很晚了”，胡小明说，大家在工作之余又开始为这个“方盒子、水泡泡和水 分子”的形象起名字，于是，五花八门的创意都涌向了这个方盒子。在这些创意中间，一个英文名 “水的立方体”（Water Cube）既表达了方形的，又与水相关，引起了很多人的注意。经过大家的 深思熟虑后，确定了“水立方”这一简洁明了的名字。
膜结构水立方
膜结构维护
然而,过去的20多年的数据毕竟只具有参考价值,“水立方”的膜 结构如何养护?在安装之前,工程人员曾迚行了抗冲击的实验以检验膜 强度。在实验时,在膜上方2—3米的地方,用削尖的木楔子向气枕落下, 看它能否承受这种冲击而丌会破漏。通过这些实验以及在实验室内迚 行的拉伸的实验,证明膜的强度是符合使用要求的,即使面对冰雹的天 气也没有问题。 • “水立方”周围设置了护城河,内层膜结构也不公众活动区域有一 定距离,这样的设计保证了公众丌可能近距离的接触到这些“水泡泡 ”,这就大大降低了它受伤害的可能。此外,ETFE为半透明的材质,“ 根据生物学原理,鸟儿们是丌大愿意停留在半透明物上的。”“水立方 ”顶部设有雨洪收集系统——排水天沟,这个地方也成为鸟儿们在水 立方唯一的落脚点,为了保证落在上面的鸟儿们进离“泡泡”,设计者 们又在天沟接近膜结构的部位设置了金属线供鸟儿们落脚,确保他们丌 会步入“禁区”。 •
膜结构——水立方
“水立方”是世界上最大的膜结构工程，除了地面之外，外表都 采用了膜结构———ETFE材料，蓝色的表面出乎意料的柔软但又很 充实。这种材料的寿命为20多年，但实际会比这个长，人可以踩在上 面行走，感觉特别棒。目前世界上只有三家企业能够完成这个膜结构 。 • “水立方”丌仅是一幢优美和复杂的建筑，她还能激发人们的灵 感和热情，丰富人们的生活，为人们提供记忆的载体。因此设计中丌 仅利用水的装饰作用，同时还利用其独特的微观结构。采用在整个建 筑内外层包裹的ETFE膜（乙烯-四氟乙烯共聚物）是一种轻质新型材 料，具有有效的热学性能和透光性，可以调节室内环境，冬季保温、 夏季散热，而且还会避克建筑结构受到游泳中心内部环境的侵蚀。更 神奇的是，如果ETFE膜有一个破洞，丌必更换，只需打上一块补丁 ，它便会自行愈合，过一段时间就会恢复原貌！ •
含动画精美水立方
THANKS
水立方
2008 年 北 京 奥 运 会 游 泳 中 心 “ 水 立 方”
Contents
报告领导：我是预留的目录位置-1 报告领
报告领导：我是预留的目录位置-4
“水立方”名字的来源
官方网站12月26日讯今天上午，随着国家游泳中心“水立方”最后一块外层膜结构被“补上”， 1437块“泡泡”安装全部完工，充满魔幻色彩的水蓝色建筑宣布外观整体亮相。下午，“水立方” 中方建筑师胡小明在接受官方网站专访时表示，“水立方”的名字灵感来源于“一个方盒子”、许 多“水泡泡”和许多的“水分子”。 胡小明回忆说，在国家游泳中心进入竞标阶段后，中方的几位建筑师和澳大利亚PTW公司一直都 在思考给这个建筑取一个什么样的名字。当时的构思是“一个方盒子”，容纳了许多“水泡泡”和 “水分子”的形象，大家为构思兴奋了很久，但却没有立即给它取一个确切的名字。 “有一天晚上工作很晚了”，胡小明说，大家在工作之余又开始为这个“方盒子、水泡泡和水 分子”的形象起名字，于是，五花八门的创意都涌向了这个方盒子。在这些创意中间，一个英文名 “水的立方体”（Water Cube）既表达了方形的，又与水相关，引起了很多人的注意。经过大家的 深思熟虑后，确定了“水立方”这一简洁明了的名字。
钢结构和膜结构的完美结合——水立方PPT课件
2020/2/26
2
4
19
二单元
三单元
一单元
地上一层墙体施工顺序
1.209米墙体施工顺序
2020/2/26
地上二层墙体施工顺序
6.55米墙体施工顺序
20
屋面结构施工顺序
二区 三区 二区
三区
单元 单元 单元 单元 单元
一区
三区
单元 单元 单元 单元 单元
一区
二区
单元 单元 单元 单元 单元
一区
二区
赛后水池
7
2020/2/26
8
空
间
钢
架
结
构
设
2020/2/26
计9
水立方总用钢量6900吨，每平方米用钢量仅120公斤， 最大跨度130米。结构节点形式分为球型、半球型、方钢 管相贯三种，杆件分为圆钢管、方钢管两种形式。所有 构件壁厚由6mm到40mm。节点9290个，杆件数量将近 20670根。
设计
建声设计单位：北京清华同衡规划设计研究院有限公司建筑声学与室内设计研究所
施工单位：中建一局建设发展有限公司
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空 间 介 绍
2020/2/26
空 间 介 绍
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1、比赛大厅 2、热身区 3、嬉水大厅 4、泡泡吧
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赛时水池
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水立方的建筑围护结构采用了一种新型的ETFE 气枕结构，内外表面覆盖面积达12 万平米，是目前 世 界上最大的ETFE 应用工程。ETFE 气枕结构与传统建 筑围护结构相比，有相当多的优点。ETFE 材料重量 轻，较其他膜结构如PVC、PTFE 膜结构等更简单、 轻巧，大大节省结构成本。ETFE 透光性好, 属阻燃 性材料，日光被引入内部空间，外表美观，可创造 出 独特的动感的建筑特质。此外，ETFE 还是利用太阳 能的环保产品。
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二单元
三单元
一单元
地上一层墙体施工顺序
1.209米墙体施工顺序
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地上二层墙体施工顺序
6.55米墙体施工顺序
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屋面结构施工顺序
二区 三区 二区
三区
单元 单元 单元 单元 单元
一区
三区
单元 单元 单元 单元 单元
一区
二区
单元 单元 单元 单元 单元
一区
二区
赛后水池
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空
间
钢
架
结
构
设
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水立方总用钢量6900吨，每平方米用钢量仅120公斤， 最大跨度130米。结构节点形式分为球型、半球型、方钢 管相贯三种，杆件分为圆钢管、方钢管两种形式。所有 构件壁厚由6mm到40mm。节点9290个，杆件数量将近 20670根。
设计
建声设计单位：北京清华同衡规划设计研究院有限公司建筑声学与室内设计研究所
施工单位：中建一局建设发展有限公司
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空 间 介 绍
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1、比赛大厅 2、热身区 3、嬉水大厅 4、泡泡吧
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赛时水池
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水立方的建筑围护结构采用了一种新型的ETFE 气枕结构，内外表面覆盖面积达12 万平米，是目前 世 界上最大的ETFE 应用工程。ETFE 气枕结构与传统建 筑围护结构相比，有相当多的优点。ETFE 材料重量 轻，较其他膜结构如PVC、PTFE 膜结构等更简单、 轻巧，大大节省结构成本。ETFE 透光性好, 属阻燃 性材料，日光被引入内部空间，外表美观，可创造 出 独特的动感的建筑特质。此外，ETFE 还是利用太阳 能的环保产品。
水立方
国际上在建筑使用膜结构时，多用的是 PTFE膜，这是一种纤维材料，特点是不透 明，但是，使用技术比较成熟。而“水立 方”使用的是ETFE膜，这是一种透明膜， 能为场馆内带来更多的自然光。在国内对 这种薄膜结构的理论研究几乎就是空白。
反应
节能：3000多个半透明的气枕可以使整个游泳 中心的绝大部分区域日间不需点灯，进入室内的 光线是最柔和的。 隔热保温：控温方面，膜结构就能帮助“水 立方”节省30%的电力。 会呼吸的水立方：“水立方”的屋顶有自然 排风的风机，两层膜结构的中间底下开口也有， 等于有8个自然通风口，空气进来，通过屋顶的空 腔出去，这样就把建筑空间中的热量散发出去。 节水省电的“水立方”：3万平方米的屋顶， 可100％的收集雨水。每天9．9小时使用自然光。
水 立 方
水立方全称国家游泳中心，位于北京奥林 匹克公园内，2008年北京奥运会标志性建筑 物之一。其与国家体育场分列于北京城市 中轴线北端的两侧，共同形成相对完整的 北京历史文化名城形象。
水立方最大特点
不规则 由气泡衍生改良的多面体为基本单元
建筑用膜结构
膜结构建筑是21世纪最具代表性的一种 全新的建筑形式，有人称为第五代建筑材 料。 膜结构使用轻质、高强度柔软性薄膜材 料与支撑体系相结合而形成具有一定刚度 的稳定曲面，可承受一定载荷，能够覆盖 较大空间的结构形式。
膜结构的三种类型：薄膜，网材和织物。 膜结构的材料：聚四氯乙烯（PTFE）、 聚氯乙烯(PVC)和加面层的PVC膜材。 膜结构的优点:耐久性、透气传热性、防 火性能、自洁性、轻量结构、舒畅空间、 积雪对策、使用寿命长。水立方的膜结构 Nhomakorabea
“水立方”是国内首次采用ETFE（乙烯-四 氟乙烯共聚物）膜结构的建筑物，也是国 际上面积最大、功能要求最复杂的膜结构 系统。 成就“水立方”建筑独特风格的正是性能 优异的ETFE膜材料。
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水立方结构简介 ppt课件
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结构体系确定 •下部采用钢筋混凝土筒体剪力墙—框架扁梁—大板体系 •上部采用延性钢框架空间结构（屋面、墙） •上部钢框架墙体结构刚性支承于0.000及6.400钢筋混凝土平台
结构分析软件 •下部混凝土结构采用ETABS、SATWE、TAT、SAFE计算分析 •上部钢结构采用MST、STRAND7、SAP2000进行截面优化设计 •整体结构采用SAP2000、STAND7进行整体分析和抗震设计
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特殊材料 —— ETFE
“水立方”的膜结构使用的是一种名 为ETFE的特殊材料,最早使用于航 空工业中。 ETFE薄膜的使用在国 内尚属首次,但过去20年内,由于这 种材料耐腐蚀性、保温性俱佳、自 清洁能力强,欧洲有600至800个建 筑都用了这种材料,包括德国的安联 体育场和英国“伊甸园”植物园。
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基本构成 基于三维空间最有效的分割，结构模型在自然界中普遍存在，
例如细胞组织单元的基本排列形式、水晶的矿物结构，以及肥皂沫 的天然构造。
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规律 尽管此呈现出复杂性及有机的形式，但实际上它具有很高的重复性。
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钢结构工程概况
平面尺寸：177.338m×177.338m 建筑墙体底标高：1.059m 屋顶标高：30.587m 屋面及支撑墙结构由新型多面体空间钢架构成水滴的骨架。钢结 构总用钢量共约6300吨，钢材选用Q345C、Q420C。结构节点 形式分为球型、半球型、方钢管相贯三种，杆件分为圆钢管、方 钢管两种形式。所有构件壁厚由6mm到40mm。节点9290个， 杆件数量将近20670根。
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