深圳湾体育中心超长大跨度复杂结构体系关键技术研究

成果鉴定会侧记

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2013年6月20日在北京院开上述题目的成果鉴定会。主持人北京院党委副书记张青，鉴定专家有中国院总工任庆英大师、电子院总工娄宇大师、建研院钱基宏副总、中国院陈文渊副总、航空院朱丹总工、航空院裴永忠副总、北京院齐五辉总工、甘明副总和我（中冶京诚结构总工）。

设计介绍人为北京院副总、1S1领班陈彬磊。

单看上述人员的阵容，北京院一位书记、三位总工，北京几大院各位老总，就知此项目在北京院的地位及北京院的号召力。大家都很熟悉，加之其中有6个清华校友，气氛很活跃。对于一个单位来两位专家的情况，主办方解释为顶替未能到会的石永久和吴耀华。

首先陈彬磊作报告：

该项目为21届大学生运动会主会场，投入使用2年反应良好，为报华夏奖，要有个成果鉴定，请大家来，十分匆忙，见谅（瞧瞧人家，这么大的项目，都两岁了，才想起报户口，牛啊）。

该项目由日本佐藤和北京院联合设计，建筑方案为佐藤，结构全由北京院完成。结构由陈彬磊1S1做总负责，CFD风洞、温度场分包给北京院甘明团队，观景桥TMD减震设计分包给傅学怡团队。

该项目相当复杂，是“北鸟巢南春蚕”中的南蚕，是够难缠的。整个项目由一场（体育场）、两馆（体育馆、游泳馆）组成，实行一体化设计，将三个大型体育功能建筑放在一个屋盖下，一眼看上去使我联想到安德鲁的国家大剧院。当然，它的屋盖要复杂得多，长532米宽240米没设缝，由单层网壳和双层网壳组成，体育场罩棚单层网壳悬挑38米。网格为4*4米2矩形，断面均为450*700箱型截面。

本项目超长超繁，亮点闪烁，难点多多，在此不繁述陈彬磊的一一解说。

任庆英大师众望所归，被推举为专家委员会主任委员。大家展开了热烈而活跃的讨论，现将陈彬磊的叙述和专家的评述综述如下。

1.       该项目超长不设缝，下部砼结构也只设一道缝，温度应力是重点

用CFD方法计算了环境温差、西晒温差、阴阳面温差温度应力场，由于屋盖结构为空间复杂曲面，下部柱为多枝分叉树枝柱，钢结构的水平面内的柔性，有效地释放了并向横向转移了温度应力（我插言有点泊松比的味道），使得温度应力影响并没有想象的那么突出；

2.       屋盖超长，复杂曲面，风荷载是难点

在无风洞试验结果时，由CFD做数值风洞，其结果与后面的风洞试验结果对比，吻合良好，显示出数值风洞的有效性；

3.       箱形截面弯扭构件，考虑扭转和翘曲的影响

有限元程序只能算出弯曲正应力σb，剪应力τb，通过获得的杆端内力（弯矩、剪力、扭矩），由壳单元，得到构件的翘曲正应力σw、翘曲剪应力τt、扭转剪应力τw，进而得到总正应力σ=σb+σw，总剪应力τ=τt+τw（τb很小，忽略），最后，由Mesis法则算出等效应力σeq=sqrt（σ2+3τ2）。通过分析可知，考虑扭转和翘曲得到的应力贡献约为10%（这部分是我问的最多的一部分）。

4.       多点多维弹塑性地震反应直接分析，考虑大变形和材料非线性

分析结果表明，多点地震输入对结构反应影响不大。弹塑性时程分析表明大震下部分构件进入塑性状态，但仍能保持结构稳定。

5.       观景桥舒适度计算及TMD减震控制

体育场靠海一侧设观景桥，自振周期与人行周期相近，易引起共振。在桥梁距两边1/4跨各设2个TMD，每个质量为7t，将竖向加速度峰值减小60%（我私下问，TMD为何有劳傅大师，饷银必多？私下回，银两无多，傅大师另有远谋，傅者谋之，又何问焉？）。

6.       屋盖钢结构整体稳定性

单层网壳弹塑性整体稳定性控制在2.5。

这帮人相互太熟，又极认真，预计2小时的会到12点半还未结束，不但把陈彬磊事先写的8条总结顺序完全打乱了，删了一条，还把具体条款重写了一番。害的陈彬磊边在电脑上一劲改、心里一定一劲抱怨，还不如当初不这么谦虚写、还不如叫个设计人来操作而不是让他多画那半张图。

这里还有个小插曲。我出去了一会，回来后要签字，说是还缺副组长，我说我不是啊，大家说你出去了，看来副组长的选法同抓右派，同遭此运的还有钱基宏。

鉴定最终结论：达国际领先水平。

附：

泊松比 υ（英语：Poisson's ratio）, G = E/[2(1+υ)]，当材料在一个方向被压缩，它会在与该方向垂直的另外两个方向伸长，这就是泊松现象，泊松比是用来反映柏松现象的无量纲的物理量。

西莫恩·德尼·泊松（Siméon Denis Poisson，法语发音：发音为 /simeõ d̪əni pwasõ/，1781年6月21日－1840年4月25日），是法国数学家、几何学家和物理学家。

1798年，他以当年第一名成绩进入巴黎综合理工学院，拉格朗日很早认识到他的才华；泊松追随了拉普拉斯的足迹，后者将他几乎当作儿子看待。1806年成为正教授，接替傅立叶，并于1827年继拉普拉斯之后成为子午线局的几何学家。他于1821年被授予男爵荣誉； 他被称为法国贵族院议员（Pair de France），不是因为政治原因，而是作为法国科学界的代表。泊松在数学所有方面皆有涉略，但是他最重要的贡献: 将数学应用到物理学主题的部分。而其中最有创新意义，最有永久影响，是他关于电磁理论的草稿，其实质创建了数学物理一个新分支。作为数学教师，泊松不是一般的成功。作为科学工作者，他的成就罕有匹敌。在众多的教职工作之余，他挤出时间发表了300余篇作品，有些是完整的论述，很多是处理纯数学、应用数学、数学物理、和理论力学的最艰深的问题的备忘录。有句通常归于他名下的话：“人生只有两样美好的事情：发现数学和教数学。”（La vie n'est bonne qu'à deux choses: découvrir les mathématiques et enseigner les mathématiques.）