结构选型案例分析之北京工人体育馆

Workers' Gymnasium
建筑空间特点 休息区
由于有机械通风，厕所布置 在内侧较为隐蔽的地方。这 样就可以有效利用看台下部 的空间，把外侧较高、有天 然光线的部分充分利用做休 息厅。而且本是暗房间的运 动员准备室也因为通高处理， 利用高侧窗可以采到比赛场 的漫反射光。
北京工人体育馆
Workers' Gymnasium
记者休息室 运动员准备室 观众休息廊 从大厅看休息厅 运动员休息茶室
休息厅一角
北京工人体育馆
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建筑空间特点
北京工人体育馆
Workers' Gymnasium
结构方案比较
壳体结构 虽然用钢量较少，但是 耗费木模，尤其是在 20多米的高空中施工 ，操作困难，同时也妨 碍下部工程的施工。
场馆简介
工人体育馆是组成工人体育场三组建筑群（北京工人 体育场、北京工人体育馆和游泳场）中的重要部分。 馆内除中心馆外，还有羽毛球馆等专用馆场。 场馆整体形式为圆形，地下一层，地上四层，顶棚 为辐轮式悬索结构，跨度达到94米，能容纳1.5万名 观众。
自2006年5月26日开始，工人体育馆开 始进行奥运改造工作，改造后除了外观 保持原样外，使用功能有了较大的增加 。馆内通风、照明、机电、音响等进行 全面改造更新，观众大厅座椅全部进行 了更换，还增加了240个记者席、30个 贵宾室和休息室。
北京工人体育馆
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内环结构剖析
立面展开
节点平面
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结构稳定性
为了保题屋盖有足够的刚度和稳定性, 本工程除了在桔构形式上采用了圆形 双层悬索外, 还在设计中考虑了对上索 施加预应力, 其目的有二： 一是使上索 在屋面荷裁作用下减少下垂度, 以利雨 水的排除；二是可以减少内环受荷载 后的下沉量,增加顶盖的刚度。
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建筑设计概念 方案生成过程：
圆柱形主体+八角形基座
缺点：外形虽有变化但琐碎； 与上层交接处结构复杂。
优点：外形完整且视线连续可以看到其 他两个大门；角接触结构简单；不会产 生凸角；外圈路最短。
圆形主体+圆形基座
直分隔带平檐口
挺拔有力，简洁大方， 施工简单。
二层西侧是办公区，工作 人员从一层的贵宾入口处 楼梯上来。东侧和北侧则 是休息室。运动员在南侧 区域休闲娱乐。
三层以及四层都是 由一圈休息廊组成 ，每一侧都设有小 卖部为观众提供各 种服务。
北京工人体育馆
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结构选型与构造设计分析
建筑空间特点
结构 和 空间 设计
建筑结构类型 建筑结构层分解 特殊结构问题 建造特色与建造过程
建筑空间特点 休息区
由于有机械通风，厕所布置 在内侧较为隐蔽的地方。这 样就可以有效利用看台下部 的空间，把外侧较高、有天 然光线的部分充分利用做休 息厅。而且本是暗房间的运 动员准备室也因为通高处理， 利用高侧窗可以采到比赛场 的漫反射光。
北京工人体育馆
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建筑空间特点 休息区
北京工人体育馆
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功能布局
场地的主入口位 于北侧，体育馆 东西北三侧设有 大门，分别让工 作人员、运动员 和观众进场。
场地内还设有各种 服务类建筑，包括 餐饮、零售店等。
观众信息服务亭 商品零售店 餐饮售卖点 治安处理点 无障碍卫生间 无障碍通道
北京工人体育馆
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
功能布局
一层平面图 由门廊、门厅到大厅 ，再到休息室，以及 三个大厅之间，一方 面空间相通，适合于 大量观众集散和休息 ；另一方面，利用层 高、色彩和灯光处理 的变化，将空间加以 分隔，使主题更加突 出，层次分明
门廊 大厅 运动员休息室 比赛场 门厅
休息厅
运动员准备场
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钢网架结构 根据计算, 钢网架结构 需型钢1000吨左右, 并 且须在现场内部拼装起 吊,而且需要较大场地 ，影响看合工程的施 工。
悬索结构 悬索结构用钢量280 吨，并且悬索较轻， 而且柔性较大, 起重设 备仅需塔式起重机一 台，施工较钢架结构 简便。
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功能布局
二层平面图 二层的主要功能是办 公室和休息室，在场 馆的南侧是运动员的 专有区，运动员们可 以在此休闲娱乐。
办公室及休息室 运动员小吃部 大厅上 空
运动员俱乐部
运动员准备场上空
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功能布局
三层平面图 三层主体由一圈休 息廊组成，观众可 以在此俯瞰体育馆 内部全貌。
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建筑空间特点 比赛场及观众席
比赛场和观众席空间紧凑完 整，整体尺度考虑周全，即 使是最上排观众也能清除看 清比赛场上乒乓球赛的进行。 周围一圈柱间全部开窗，令 比赛场内获得充足的照明。 屋顶上下钢索间在改造的时 候加了吊顶，大大改善了原 本不如意的混响效果，视觉 上也更现代更大气。
由于有机械通风，厕所布置 在内侧较为隐蔽的地方。这 样就可以有效利用看台下部 的空间，把外侧较高、有天 然光线的部分充分利用做休 息厅。而且本是暗房间的运 动员准备室也因为通高处理， 利用高侧窗可以采到比赛场 的漫反射光。
北京工人体育馆
Workers' Gymnasium
建筑空间特点 休息区
由于有机械通风，厕所布置 在内侧较为隐蔽的地方。这 样就可以有效利用看台下部 的空间，把外侧较高、有天 然光线的部分充分利用做休 息厅。而且本是暗房间的运 动员准备室也因为通高处理， 利用高侧窗可以采到比赛场 的漫反射光。
北京工人体育馆
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项目基本概况
北京工人体育馆
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项目基本概况
建筑所在地：北京市朝阳区三里屯
竣工时间：1961年2月28日 固定座位：12000个 临时座位：1000个 建筑面积：4万平方米
北京工人体育馆
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上下索间还设有两道交叉的抗震拉条 ，通过上下索及屋面整个体系的自振 频率计算, 整个系统中共振的现象不可 能产生。
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特殊结构问题
抗风与抗雪荷载、受温度影响也经过精密的计算。
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北京工人体育馆
—— 《北京工人体育馆的结构设计与施工》 北京工人体育馆机构设计小组
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新颖活泼，但可能过于精巧， 不能充分反映我国体育事业蓬 勃发展的气魄。
直分隔带小壳檐
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和体育场不太协调， 而且缺乏“力”的表 现，施工也比较费事 。
横分割
整个建筑显得轻快 豁朗。
最终成果
建筑设计特点
总体布局
建筑 设计 特点
周边环境概况
功能布局
北京工人体育馆
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建筑空间特点 休息区
由于有机械通风，厕所布置 在内侧较为隐蔽的地方。这 样就可以有效利用看台下部 的空间，把外侧较高、有天 然光线的部分充分利用做休 息厅。而且本是暗房间的运 动员准备室也因为通高处理， 利用高侧窗可以采到比赛场 的漫反射光。
北京工人体育馆
休息廊 饮水处
小卖部
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功能布局
四层平面图 四层功能与三层类 似。都是休息室与 休息廊。
休息室 裁判席
比赛场 主席台
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流线分析
观众流线
贵宾及工作人员流线
运动员流线
观众从东北两个入口进 入场馆，贵宾从西侧进 入，而运动员则从后方 进入，很好地实现了人 流的集散以及分流。
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建造特色与建造过程
改造目的： 2006年5月26日工人体育馆开始进行 奥运改造工作，而改造后的工人体育 馆被作为北京2008年奥运会拳击比赛 和残奥会盲人柔道比赛场馆。
改造内容：
改造工程总建筑面积41828平方米， 其中改造原有工人体育馆主建筑面积 40200平方米，新建能源中心1628 平方米。 1. 外观方面： a. 全部更换成绿色环保窗户 镂空浮雕全部被保留 这次改扩建，工人体育馆外观上最大的变化来自窗户的更换。工人体育原来的窗户已经不能满足 现代节能环保的要求，此次改建将全部更换为绿色环保的铝合金双层玻璃窗户。正是这个小小的 变化将给工人体育馆带来一点现代和陌生体育馆内的超级大灯的感觉。 体育馆原来三个大门入口处都镶有成组的水泥浮雕：白胡子老爷爷挥舞斧钺刀叉，马尾辫小姑娘 踢鸡毛毽子……如今，这些反映当年形形色色群众体育、“增强人民体制”的体育活动的浮雕在 重新滩涂涂料后，全部都得到了保留。 体育馆内的超级大灯
结构层分解
轮辐式双层悬索结构屋顶
钢筋混凝土框架结构
钢筋混凝土支承桩基础
洼地地基
北京工人体育馆
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结构传力分析
稳定索
悬索屋顶
受力索
F
钢混框架 承重结构 F 钢混支承桩基础
结构剖面
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结构传力分析
结构剖面
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屋顶结构
相似 轮辐式双层悬索结构
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屋顶结构
内径为94米的绷筋混凝土外 环
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屋顶受力
内环（受拉 环）选择延 性好的钢材
整个屋顶结构形成 一个受力平衡系统
外环（受压 环）使用具 优良抗压性 能钢混材料
下悬钢绞索承受 轴向拉力
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建筑空间特点
北京工人体育馆
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建筑空间特点
门廊门厅及入口大厅
建筑首层北、东、西三面为 观众入口，深达6m的门廊 保证了疏散时有足够的缓冲 地带。穿过7.5m深的门厅 就进入宽敞的两层高的大厅。
北京工人体育馆
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总体布局
北京工人体育馆位于朝阳 区三里屯工人体育场北路 ，整体呈圆形。整个场地 地势平坦，四条入口道路 分别连接城市主次干道， 体育馆构成了场地的核心 部分。
建筑位置
主要道路
城市主干道
北京工人体育馆
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周边环境概况
紧邻工人体育馆的是工人 体育场，于1959年8月31 日投资兴建，是北京最大 的一座综合性体育场之一 。 该场包括3组建筑群：北京 工人体育场、工人体育馆 和游泳场。它的中心运动 场能容纳6万观众。 两个圆形建筑，分别位于 主干道两侧，相互呼应， 相得益彰。
北京工人体育馆
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建筑空间特点 比赛场及观众席
比赛场和观众席空间紧凑完 整，整体尺度考虑周全，即 使是最上排观众也能清除看 清比赛场上乒乓球赛的进行。 周围一圈柱间全部开窗，令 比赛场内获得充足的照明。 屋顶上下钢索间在改造的时 候加了吊顶，大大改善了原 本不如意的混响效果，视觉 上也更现代更大气。
建筑空间特点
门廊门厅及入口大厅
建筑首层北、东、西三面为 观众入口，深达6m的门廊 保证了疏散时有足够的缓冲 地带。穿过7.5m深的门厅 就进入宽敞的两层高的大厅。
北京工人体育馆
Workers' Gymnasium
建筑空间特点
门廊门厅及入口大厅
建筑首层北、东、西三面为 观众入口，深达6m的门廊 保证了疏散时有足够的缓冲 地带。穿过7.5m深的门厅 就进入宽敞的两层高的大厅。
北京工人体育馆
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b. 为奥运增开西门 修建停车场 在场馆疏散人流的设计上，原本只有北门、东门以及小南门的工人体育馆此次改造后增设了西门。 据介绍，奥运会期间，运动员及工作人员将从西门进入，媒体以及VIP人员从小南门进入，观众则从 北门和东门进入场馆。另外，场馆西侧外的城中村拆除后，将修建能容纳400辆汽车的停车场。 2. 安全方面： 窗户遇火灾可自动打开 智能大水炮亦能自动灭火 走进体育馆，向房顶四周观看，您会发现有6门大水炮规则地排列在房顶四周。“这是智能大水 炮，它们会随时‘观察’着馆内的全部空间，一旦发现火灾，就会主动灭火。” 刘丙宇说。 此外，四层休息环廊顶部外窗采用消防联动电控开启方式，遇到火灾时能够自动打开，再加上高科技 的消防水炮等设施，有效地保证了比赛大厅的安全。