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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,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,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個部分。如果如此大規(guī)模的看臺保持一體,地震發(fā)生時,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個單獨(dú)的部分后,即使地震發(fā)生時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。”



      8分鐘完成疏散



      張恒利認(rèn)為,鳥巢這樣一個大型場館,在突發(fā)事件的應(yīng)急方面,最重要的一個任務(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,人員必須在某一時間之內(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。”



      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,同時也是北京奧組委安全顧問的金磊對記者表示,這個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,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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