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鳥巢“鋼土分離”抗震8級 分層疏散提高效率

作者：鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-22 21:00:22 [收藏]

    5月12日的四川汶川大地震，讓遠(yuǎn)在1500多公里外北京的很多人也感受到了震動。雖然北京的震動與震中所在地汶川相比微不足道,但是仍有眾多的目光聚焦在了奧運(yùn)場館的抗震安全性上面，而國家體育場(“鳥巢”)照例是焦點(diǎn)中的焦點(diǎn)。不過很快，我們都聽到了來自鳥巢工程總指揮的明確答復(fù)，鳥巢可以抗8級地震。



    　　到底什么樣的設(shè)計(jì)保證了鳥巢的抗震級別？發(fā)生突發(fā)事件后，內(nèi)部觀眾的安危又將如何保證？



    　　國家體育場有限責(zé)任公司副總經(jīng)理張恒利在接受本報(bào)記者專訪時(shí)，揭開了鳥巢的設(shè)計(jì)玄機(jī)。



    　　“鋼土分離”保安全



    　　“鳥巢在防震方面最有保障的設(shè)計(jì)，就是鋼結(jié)構(gòu)和混凝土的脫離”，張恒利告訴記者。他所指的，即是鳥巢外部的鋼結(jié)構(gòu)和內(nèi)部碗狀看臺的混凝土結(jié)構(gòu)在力學(xué)上的脫離。



    　　其原理在于，在地震發(fā)生時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的震動頻率會產(chǎn)生差異，如果兩者在結(jié)構(gòu)上存在聯(lián)結(jié)，由于各方伸縮的程度不同，互相牽扯就很容易造成破壞，“其后果難以控制”。



    　　出于同樣的原理，從表面上看來連貫一體的看臺，也從結(jié)構(gòu)上分成了6個(gè)部分。如果如此大規(guī)模的看臺保持一體，地震發(fā)生時(shí)，其整體的協(xié)動就會在內(nèi)部產(chǎn)生比較大的硬力，造成毀滅性的破壞。



    　　而將其分割成6個(gè)單獨(dú)的部分后，即使地震發(fā)生時(shí)各部分震動頻率不同，不同的區(qū)域可以自行移動，其中的能量就得以分解，分塊釋放。



    　　對于外部的鋼結(jié)構(gòu)，張恒利介紹說，作為一個(gè)單體結(jié)構(gòu)，其自重比較大，對于鋼材的要求非常高。出于防震和安全的需要，鋼材既要有一定的硬度，也要有一定的可塑性。因此，鳥巢采用了名為Q460EZ35的鋼材。



    　　據(jù)以往的資料顯示，“460”指的是鋼材的強(qiáng)度，它表明鳥巢在承受最大460兆帕的外力后，依然可以保持原有形狀，從強(qiáng)度上是普通鋼材的兩倍；“E”指的是負(fù)40度的沖擊韌性指標(biāo)，這表明此鋼的韌性十足；而“Z35”則表明鳥巢鋼材的性能是最高級的。因此可以說，這種鋼材正符合了鳥巢的要求，集剛強(qiáng)和柔韌于一體。



    　　張恒利向記者介紹，針對外部的鋼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)方都通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行過大震和中震的模擬，得出的結(jié)論都是這些地震不會對建筑造成破壞，“這就意味著，都是在確保安全的情況下才實(shí)施這種方案的?！?br />


    　　8分鐘完成疏散



    　　張恒利認(rèn)為，鳥巢這樣一個(gè)大型場館，在突發(fā)事件的應(yīng)急方面，最重要的一個(gè)任務(wù)就是把人流疏散出去。



    　　而鳥巢的設(shè)計(jì)方案,正是考慮了如何以最快速度疏散人流。據(jù)介紹，鳥巢的看臺分為上、中、下三層，場館一共可以容納91000人，因此每一層大約有3萬人。其中的妙處在于，每一層的疏散通道都是獨(dú)立的，人流沒有形成交叉，“這就意味著它的疏散速度只相當(dāng)于一個(gè)三萬人的體育場”。



    　　在理想的狀態(tài)下，根據(jù)人流量的設(shè)計(jì)，將體育場中的人員全部撤出需要8分鐘。據(jù)張介紹，國家對于建筑物的人流疏散具有強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，有明確規(guī)定在遭遇突發(fā)事件時(shí)，人員必須在某一時(shí)間之內(nèi)撤離。



    　　除了獨(dú)立的疏散系統(tǒng)，完善的標(biāo)示系統(tǒng)也縮短了疏散時(shí)間。鳥巢場內(nèi)標(biāo)示的路線都是直線，是最短距離，這就意味著沒有路徑上的浪費(fèi)。



    　　另外，鳥巢的檢票系統(tǒng)設(shè)置在距體育場主鋼結(jié)構(gòu)30米至50米之外，之間有一片空地。在緊急情況下，幾乎每一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)的空隙都可以作為出口進(jìn)行疏散。疏散通道數(shù)量上的保證也是疏散能力提高的一個(gè)主要原因。



    　　雖然張恒利對記者信心十足地表示：“國家的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)非常高了，我認(rèn)為我們撤離的標(biāo)準(zhǔn)還要高于它，在這方面擔(dān)心是沒有任何必要的?！?br />


    　　但是，鳥巢設(shè)計(jì)聯(lián)合體成員??北京市建筑設(shè)計(jì)研究院信息中心主任，同時(shí)也是北京奧組委安全顧問的金磊對記者表示，這個(gè)8分鐘完成疏散的說法是在理想狀況下才能實(shí)現(xiàn)的，“然而如何應(yīng)對突發(fā)事件中，人們的恐慌和失序”？



    　　張恒利也承認(rèn)，如果出現(xiàn)突發(fā)事件，預(yù)案的一個(gè)主要針對點(diǎn)就是人群的恐慌，以及硬件設(shè)施是否會出現(xiàn)問題。



    　　對此，他們對于處在鳥巢東側(cè)的疏散區(qū)進(jìn)行了極端情況下的計(jì)算機(jī)模擬測試。這塊區(qū)域由于相對狹窄，而成為了鳥巢相對薄弱的地方。他表示，計(jì)算機(jī)模擬了在人員最密集、出現(xiàn)最極端情況下的情況，被證明也是安全的。



    　　他透露說，鳥巢目前已經(jīng)制定針對奧運(yùn)會期間的突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案。不過同時(shí)，由于工作人員仍然沒有完全到位，目前還沒有在鳥巢內(nèi)部做過任何突發(fā)事件處置演練。

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