浙江日报 数字报纸


00008版:前沿周刊·大家

打开新空间:
中国大跨度建筑的“进化论”

  首都体育馆——中国首个大跨度网架结构的诞生

  20世纪60年代,中国建筑业正处在探索自主空间结构的初期。首都体育馆的建设,是当时国内第一个大跨度网架结构建筑,跨度达99米×112.2米,内部实现“无柱化”,在全国尚属首创。

  董石麟团队负责核心的网架结构分析与计算。为了算清1022个节点、3479根杆件之间的受力情况,他将自己关在办公室里整整两周,每天手工推演128个联立方程式,辅以计算机运算,把误差控制在5%以内。最终,一座现代化的“大跨度、无柱化”体育馆在北京落成。

  半个多世纪过去,这座体育馆依然在使用,并在2022年北京冬奥会上焕发新生。它不仅是中国体育建筑史上的里程碑,也见证了董石麟“为建筑做减法”的理念首次落地。

  深圳机场T1航站楼——改革开放前沿的大型航站楼尝试

  进入90年代,改革开放的深圳迎来建设新机场的任务。宝安国际机场T1航站楼屋盖,成为当时国内最早采用大跨度网格结构的航站楼之一。

  航站楼屋盖面积达4000余平方米,要求在最少柱子支撑下,覆盖庞大候机空间。常规方案难以满足需求,董石麟提出采用更轻、更高效的空间网格结构。在他的指导下,团队完成了建模与计算,确保数千个节点、上万根杆件的受力关系精确无误。

  最终,T1航站楼顺利建成,展现了中国工程师在大型公共建筑中的独立设计能力。对董石麟而言,这是“给建筑做减法”的又一次实践——用更少的材料,创造更大的空间。

  中国国家大剧院——“蛋壳”之下的力与美

  在北京天安门西侧水面上,一枚巨大的椭球“蛋壳”静静伫立。国家大剧院建成后,成为首都乃至全国的文化地标,而这座宏伟建筑的背后,同样凝聚了董石麟的心血。

  大剧院主体长212.2米、宽143.64米、高46.285米,椭球形钢结构壳体总重约6750吨,内部无支点,是当时跨度最大的壳体结构之一。壳体外覆3万余平方米钛金属板和玻璃幕墙,每一块弧度各异,安装精度要求极高。

  在项目中,董石麟参与结构方案评估与受力分析,他与团队反复推敲壳体的边界支撑和力的传递路径。正是这些细致的工作,使得这枚外观柔美的“蛋壳”在承受风荷载、雪荷载和地震作用时,依然稳固可靠。国家大剧院由此实现了“力”与“美”的结合,也折射出中国在复杂空间结构上的原创能力。

  国家游泳中心“水立方”——让“水泡”真正立起来的奥运奇迹

  2008年北京奥运会的“水立方”,是董石麟最满意的作品之一。外形方正,外衣由3615个大小不一的“水泡”簇拥而成,轻盈而梦幻。但如何让这个177米跨度的“水泡盒子”真正矗立,当时国内外都没有先例。

  董石麟带领浙大科研团队与北京团队协作,历时两年攻克难关。水立方主体采用“多面体空间刚架结构”,由2万余根杆件、6000多个节点组成。关键的空心球节点需同时承受轴力与弯矩,难度前所未有。他们通过实验与理论分析揭示了受力机理,提出了承载力计算方法,并最终写入国家行业标准。

  与此同时,团队研发的建模软件将原本需数天的建模缩短至8分钟,保证了大体量工程的精确与高效。水立方因此真正实现了“水泡”的轻盈与钢结构的坚实结合。它不仅是北京奥运的标志性场馆,也标志着中国在空间结构设计上的原创突破。


浙江日报 前沿周刊·大家 00008 打开新空间:
中国大跨度建筑的“进化论”
2025-10-15 浙江日报2025-10-1500006 2 2025年10月15日 星期三