玻璃钢结构屋顶设计图纸（反力学的弧形钢梁）
玻璃钢结构屋顶设计图纸（反力学的弧形钢梁）柔性的缆索则彻底解决了这个难题。缆索直径70mm，采用高钒密闭索，其强度达到了1570MPa，相当于1mm2的面积承受2个多成年人的体重。怎么理解这个承载能力呢？就像在漫威宇宙中，蜘蛛侠为了救人，用蛛丝死死连住已经一分为二的船体。值得一提的是，这种高强度缆索，完全是国内自行研发生产，打破了国外的垄断。再一次证明：冬奥不仅仅是运动员体力的较量，更能带动科技的进步。这样一张大钢网，就像羽毛球拍一样，把屋顶结构从8-10m，直接降为0.5m以内。大大节省了空间，更节省了钢材，是传统钢结构的1/4。冰丝带屋面内景冰丝带属于钢结构建筑，但是又不同于传统的钢结构建筑。传统的钢结构建筑，比如前几期介绍过的首钢滑雪大跳台，单根钢材外形上看都是细长的“杆”，这种结构可以承受拉伸、压缩、弯曲、扭转等多种工况，适用性很强。冰丝带中的钢结构，同样也有细长“杆”组成的桁架结构，更有缆索这样的柔索结构。这种柔索结构很
1、引言北京冬奥会的速滑项目全部在有着“冰丝带”之称的国家速滑馆举行，中国队也取得了不错的成绩。由于疫情的原因，很多人都没有办法亲临比赛现场，感受“冰丝带”带来的震撼。今天，让我们一起来了解一下，国家速滑馆刚柔并济的力学之美。
国家速滑馆
远远望去，冰丝带内凹外凸，宛如一个可口的蛋挞，又如一只美味的鲍鱼，薯片状的屋面轻轻地盖在上方。四周层峦叠嶂，好像一个千层饼，让人食欲大开。设计师也许对美食有着执着的追求。实际上，国家速滑馆之所以叫冰丝带，正是因为外层的层峦叠嶂，外墙曲面由低到高盘旋成22条飘逸的丝带，就像运动员在冰上划过的痕迹，在冰的坚硬中透露出一丝柔性之美。正是这样极具力学之美的设计，让冰丝带获得了一些钢结构行业的奖项。
冰丝带屋面
2、屋面结构冰丝带属于钢结构建筑，但是又不同于传统的钢结构建筑。传统的钢结构建筑，比如前几期介绍过的首钢滑雪大跳台，单根钢材外形上看都是细长的“杆”，这种结构可以承受拉伸、压缩、弯曲、扭转等多种工况，适用性很强。冰丝带中的钢结构，同样也有细长“杆”组成的桁架结构，更有缆索这样的柔索结构。这种柔索结构很特殊，只能承受拉力，张紧之后可以承受侧向力，但是绝对不能压缩、弯曲和扭转。
柔索结构受力
冰丝带屋面的主体就是这样一张纵横交错的缆索编织而成的大网。东西向98根承重索，南北向60根稳定索，通过特制的夹具，汇聚而成。为什么会选择这样的屋面结构？难道仅仅是为了标新立异？当然不是。速滑馆不像其他体育馆，只需要看台遮阳就行，为了保证冰面的制冷效果，场馆必须封闭起来，屋顶结构不可或缺。但是，标准体育场400m跑道，再加上看台，跨度198m*124m。如此大跨度结构，如果采用刚性的桁架结构，那么梁高度可达8-10m，光一根梁就得有3-4层楼那么高，再加上场内空间高度，就不再是美味的鲍鱼了，而是木桶饭了。
冰丝带屋面内景
柔性的缆索则彻底解决了这个难题。缆索直径70mm，采用高钒密闭索，其强度达到了1570MPa，相当于1mm2的面积承受2个多成年人的体重。怎么理解这个承载能力呢？就像在漫威宇宙中，蜘蛛侠为了救人，用蛛丝死死连住已经一分为二的船体。值得一提的是，这种高强度缆索，完全是国内自行研发生产，打破了国外的垄断。再一次证明：冬奥不仅仅是运动员体力的较量，更能带动科技的进步。这样一张大钢网，就像羽毛球拍一样，把屋顶结构从8-10m，直接降为0.5m以内。大大节省了空间，更节省了钢材，是传统钢结构的1/4。
蜘蛛侠
柔性屋面虽然解决了屋顶的高度问题，但是本身变形量大，整个屋面结构用了537t的缆索，这么大的自重下，再加上照明、密封、排水、风管等附属设施，柔性的屋面结构无法像羽毛球拍一样是个平面，而是会自然的凹下去。既然它本来就要下凹，设计师就顺水推舟，设计了这样一个马鞍形的屋面结构，让变形变成了艺术。
马鞍面
3、钢骨结构大网四周，环形桁架让网的张紧力满足要求，这个环桁架，就像羽毛球拍的骨架，承受着屋面的所有力，然后再传递给钢筋混凝土底座。你也许会以为这个环形桁架是固定死在这个底座上的，其实并不是。看这个剖面图，环形钢架与底座实际上只有一个铰链连接，这表明它可以绕着这个点旋转。为什么要这样子？还是柔性屋面决定的。时间长了，屋面会松弛；大风一吹，屋面可能共振，上下扑腾。这样一个可以旋转调节的环形桁架，就可以在必要的时候，通过四周的斜拉索张紧力来调节屋面网的位移。
剖面图
环形桁架
在这个环形桁架上，还连接着外层的波浪形钢骨，这是一根异形梁，起到了分担斜拉索受力的作用。把这个力分解成这样正交的两个方向，轴向就会出现受压的情况。弯曲的钢骨虽然好看，但是其实是反力学的。弯曲的受压结构，很容易会出现失稳，就是会突然压垮掉。只有准确的计算，才可以避免。
钢骨
4、总结所以，这种兼顾力学与艺术的设计，幕墙的刚与屋面的柔相结合，形成了建筑学的饕餮大餐，成就了冰丝带的力学之美。
分解图
