北京工业大学体育馆

场馆名称：北京工业大学体育馆
建设地点：北京工业大学
场地类型：新建比赛场馆
投资：约1.5亿
建筑面积（万M2）：2.4383
固定座位数：5800个
临时座位数：1700个
奥运会期间的用途：羽毛球、艺术体操
赛后功能：师生的文体活动中心；为国际羽联和国家体育总局羽毛球队提供训练基地；同时对社会适度开放
开工时间：2005年6月30日
竣工时间：2007年下半年

北京工业大学位于北京市朝阳区东南区，毗邻东四环路，交通便利。体育馆位于北京工业大学东南区，总建筑面积约24000平方米，赛时座席约7500个。

在体育馆的功能定位上，本着“综合利用、服务大学、兼顾社会”的原则，在满足2008年奥运会羽毛球、艺术体操比赛项目奥运赛事要求的同时，将充分体现了奥运精神于体教结合的统一。赛后体育馆将作为北京市一流体育设施，集体育竞赛、文化娱乐于一体，将为学生和周围社区居民提供多功能服务，同时也是中国羽毛球队训练基地。

每平米用钢60公斤的羽球馆
内层直径93米、外层直径98米的穹顶，再加上两侧悬挑出来的两翼，其用钢量不到1200吨，相当于每平米60公斤。而鸟巢的用钢量每平米在400公斤左右，水立方每平米也有200公斤。

相较而言，工大体育馆只达到其他场馆几分之一的用钢量。和其他奥运场馆用钢量相差那么多，羽球馆的张弦穹顶结构却非常结实。其实，无论在国内外，张弦穹顶结构的理论都已得到过验证，并收到了相当理想的效果。国际空间结构协会主席、日本建筑学会理事川口卫教授就曾设计过一个张弦穹顶结构的场馆，被他视为得意之作。此后，天津开发区的一个小型社区体育馆也尝试了这种造型。这两座建筑的张弦穹顶结构直径都只有30多米。而工大体育馆，要挑战的是需要5道环索、直径为93米的庞然大物。而这一切都得到了解决。

“预应力”体系成就轻巧

随着民众将关注的目光转移到羽球馆，“预应力”一词越来越多地进入人们的视野。工大副校长张爱林说，“预应力”就是在构件中提前加力来应对钢结构本身所受到的荷载，包括屋面自身重量的荷载、风荷载、雪荷载、地震荷载作用等。而张弦穹顶结构，主要采用的就是预应力体系，这种特殊的结构使得屋面竖向荷载转为拉力，
如果您手边有一张弓，将它垂直放在桌子上，弓弦贴紧桌面。然后在水平面上转180度。弓背所形成的形状就是羽球馆的穹顶。由于弓弦拉起了弓背的两端，给它一个向上的力来和自身重力相抵消，这个向上的力，就是预应力。1200吨的穹顶，就是依靠这四两拨千斤的预应力支撑起来的。

早在2002年，工大就做过类似的预应力体系实验。当年，工大正忙于两个申请，一个是申请在校内兴建一座奥运会比赛场馆，一个是学科带头人张爱林正申请预应力体系的国家科研项目。北工大两个愿望都达成。并且，他们采取了华南理工大学建筑设计院的设计。于是，预应力体系融入张弦穹顶结构，工大体育馆以“轻”取胜。

实验证明穹顶承受设计荷载达到3.2倍的重量

2006年4月中旬，一个比例为1比10的穹顶模型在实验室里开建，一个模型就搭了一个半月。随后，北工大博士生刘学春跟着张爱林、再加上六七名同学钻进了实验室。开始了繁复的动力静力实验，验证理论计算，进行安全性测试。

实验开始前，刘学春和同学们先要将重要节点和构件接上“传感器”，再连接到试验现场的两台计算机上。别看只有５道环索，因为中间有钢管相连，牵一发而动全身，每一步微小的调整都需要慎之又慎。之后分三次加重，动力静力实验还要穿插进行。一轮测试下来，至少要一个星期。

在测试期间，刘学春紧盯着这个未来的“工大体育馆穹顶”，比较数据之间微小的差值。

来看看工大体育馆的数字：穹顶的极限承载力系数达到3.2。也就是说，它能够承受设计荷载3.2倍的重量，一般建筑的极限承载力系数达到1就安全。验证的数据表明，取“轻”也能达到更好的效果。

细处具匠心 巧思出精工

在穹顶结构中，连接５道环索的，是编织成渔网般的钢管。而在这编织结构中，有102个万向可伸缩节点。所谓万向可伸缩节点，就是将环索和“渔网”交叉点的“死扣”改成“活扣”。

而“活扣”的作法，就是将固定节点分成两半，顶部固定的部分开凹槽，而底部的一部分则做成半球状，类似于人的关节。两个一套，受力性能更好，对建筑来讲更安全。这个一分为二的“活扣”，还在去年申请了专利。

您可能看不到这个万向可伸缩节点，但如果现在路过工大南门，您还能看到主场馆上头覆盖的钢管“渔网”。 在以前的穹顶结构建筑中，连接环索的都是单根径向索。而北工大考虑到环索的强度本身要比钢管高4到5倍，为了让穹顶更安全、材料更匹配，每个连接处都接了两根拉杆，构成更加稳定的V形结构。

伴随着羽毛球馆的建设，还有一本名为《预应力钢结构技术规程》的小册子在跟着编辑中。从2004年到2006年，这本技术规程历时三载，终于在去年年底出版。

在此之前，国内并没有一本用来规范预应力结构体系的技术规程，深圳会展中心建设时，也采用了预应力结构，但只能用一般的钢结构规程，没有足够的技术规范。

张爱林一直有编纂这本规程的想法。借着建设工大体育馆的机会，他和另外一名工大教授陆赐麟开始，并将规程初稿寄给了全国40多位专家，没想到的是，他们收到了众口一词的评价，专家用“正当其时”来形容技术规程所填补的空白和带来的巨大推动作用。

在2005年11月，钢结构专家聚集中国钢结构协会年会，请张爱林就工大体育馆做了专题报告。他就在会上推出了这本技术规程的初稿和万向可伸缩节点的想法，并受到广泛认可。

2005年6月30日北京工业大学体育馆开工。

2007年1月北京工业大学体育馆钢结构安装基本完成。

北京工业大学体育馆人视图

北京工业大学体育馆鸟瞰图

北京工业大学体育馆竣工 俯瞰体育馆

安检大棚

场馆临时座席

体育馆全景

驱车从东四环四方桥向西行进，就能看到北京工业大学校园里的一大一小两座相邻的银灰色建筑，建筑屋面形似扁平的羽毛球，轻盈优美简洁流畅。这就是北京市东南区唯一的一座奥运场馆——北京工业大学体育馆（其中大的为比赛馆，小的为热身馆）。2008年，奥运会羽毛球和艺术体操比赛将在这里举行，2007年的10月10日和12月5日，它还承办了“好运北京”2007年国际羽毛球邀请赛和好运北京2007年艺术体操国际邀请赛。
北京工业大学位于北京市朝阳区东南区，毗邻东四环路，交通便利。体育馆位于北京工业大学东南区,可乘坐交通工具27、392、701、114、118、323等，场馆具体位置如下：

工大体育馆：空调系统
羽毛球和艺术体操比赛对管内空调系统的要求很高，风大了影响了球的线路和操绳的艺术造型，风小了又无法保证馆内温度的稳定。在8月盛夏，一个7000多人的体育馆里，要达到恒温26℃，而送风量不能超过0.2米/秒。

而他们采用了华南理工大学提出了“化整为零”的送风方法。将空调出风口设置在每名观众靠背的下方，每两座有3个出风口，全场观众席共设置了9300个出风口。观众入场前，先大风量降温，再用小风维持26℃的温度。

同时，工大体育馆又增加了双层门。为了隔开室内室外的空气，工大设置了间隔了一米多宽的错位双重门，连穿堂风都不让进。室内温度，自然也就有了更严密的保障。

尽管羽毛球在国内很普及，但在奥运会28个大项里，它只是一个小项。所以此前奥运会，羽毛球馆通常是作为临建场馆出现的，几乎没人考虑过羽毛球比赛温度和风速的问题。悉尼奥运会的羽毛球比赛场地就是在会展中心里辟了一块地方，雅典就用一个大棉布帘子隔开室内外。但在北京奥运会，北京工业大学体育馆就成为最贴近国际单项体育组织要求的比赛场馆之一。

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