上海世博會工程，包括主題館，以及部分的國家館等

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丁潔民：各位早上好！我今天主要是跟大家匯報一下我們設計院參與設計世博的一些場館。

這次世博會的主題非常明確，是“城市，讓生活更美好”。圍繞著這個主體我們可以進行世界觀的交流和交往，世博會各個國家用同一個主題讓大家聚集在一起，共同推銷理念和產(chǎn)品。

這是我們上海市的地圖，大家可以看到這個地圖非常地明確，藍藍的一條線是黃浦江，黃色的是內(nèi)環(huán)，綠色的是外環(huán)。很清楚地可以看到世博在上海市具體的位置。這是我們放大以后可以看到的，這對上海來說是一個非常好的一個地塊，我們拿這個地塊試圖來設計和改造這個城市。

這是我們可以看到的一個世博的場館，這是企業(yè)館和展覽館的位置和一軸四館的位置，還有一些零零碎碎的就不詳述了。整個世博總的規(guī)劃建筑面積大概是133萬平方米，當然最后做下來會略微突破，整個規(guī)劃用地大概是5.28平方公里，應該說這個規(guī)模是中等的，但在城市中心來說這個規(guī)模是比較大的。

世博館70%是臨時建筑，但是在整個設計過程當中我們卻是按照永久設計的規(guī)范來進行設計，有一些永久建筑，我這里列出來的有一軸四館。其中中國館由華南理工的方總來給大家做詳細介紹。我這里羅列一個主題館的介紹。

這是一軸四館整個的位置，大家可以看到它在整個世博的核心區(qū)。好的，接下來我給大家匯報一下主題館的設計。在整個空間建設當中我大概50%講建筑，50%講結(jié)構(gòu)，我試圖想通過這個世博項目的設計，跟大家傳遞這樣的信息，或者做一個交流，也就是說結(jié)構(gòu)做得好與不好主要歸結(jié)于建筑、融入于建筑，這可能是今后設計發(fā)展的趨勢，當然了，這是我一家之言。

我們先看一下主題館建筑總的設計概況。這是一個主題館的鳥瞰圖，可以看到中國館傲視群雄。也可以看一下它的夜景圖，因為整個世博期間晚上都到10點左右，所以我們在整個設計當中要充分考慮到夜晚的效果。

主題館在歷次世博會來說都是非常重要要的展館場所?？偯娣e在投標的時候是12萬平方米，建成了以后可能13萬平方米，整個長度是290米，寬度大概180米，整個設計基理取材于一個城市的概念。我們看到這個城市整個的屋面系統(tǒng)反映出一種城市的機理和城市發(fā)展的脈絡，以及這個城市在某一個時代的特，這就是一個標點，這個手法意大利的設計師也試圖進行了運用。

這是我們非常熟悉的，是一種有中國傳統(tǒng)建筑挑檐式設計，這種做法跟中國的挑檐做法略微不同，它的挑檐空間也是非常重要的，它往往是借用一個外部交通重要的空間，我們整個挑檐大概接近19米，此外這個建筑也運用了太陽能技術，因為我們希望形成一個綠色世博來反映出一個城市的發(fā)展趨勢和它的運用，我們這里運用了太陽能發(fā)電，建完以后從目前查到的數(shù)據(jù)來看是單個發(fā)電的太陽能中發(fā)電量最大的。

同時也運用了綠色墻體的概念進行設計，這個做得還是非常成功的，它有機地把建筑、綠色植被，可操作性完美地結(jié)合起來。此外也可以看到它的展廳非常巨大，180×126的空間，這個空間建完以后可能成為目前中國展覽建設中最大的空間。當然業(yè)主希望能夠綜合利用，包括舉行大眾的音樂會，或者是其他的演出。

接下來我們可以看一下它的結(jié)構(gòu)設計，實際上整個結(jié)構(gòu)設計應該依附于這樣的建筑設計，并且試圖融入于這個建筑設計當中。接下來我們可以看到整個屋面的結(jié)構(gòu)形態(tài)，地下一層，幾乎1/2部分只有地面一層。這是我們試圖用電腦來模擬一個整個的結(jié)構(gòu)信息。

從中可以看到屋面結(jié)構(gòu)設計是尤為重要的，并且考慮到下面因為是一個展示空間，所以它整個側(cè)向高度相對來說比較弱。我們做了一個結(jié)構(gòu)模型試圖來反映出整個結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，看一下是否可以在審美過程當中按照建筑構(gòu)件來審美。

當然，結(jié)構(gòu)設計過程當中也遇到很多挑戰(zhàn)。首先第一個，它并不是一個平臺的屋面，每18米之間有一個3米的高差，試圖反映出一種第5立面的基理，所以這種情況下對建筑結(jié)構(gòu)來說是比較大的挑戰(zhàn)。

接下來看一下屋面鋼結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)建。主要是西側(cè)展廳，我們設計了三種方案的比較，第一種是用雙向張弦桁架結(jié)構(gòu)來做，一個是120米，一個是180米，好像認為它比較接近于1比1，或者1比0.5的概念，但是做下來并不理想，也就是說180米的方向在傳遞過程當中并不能為120米傳遞多少面，主要反映在結(jié)構(gòu)的剛面判斷上，此外用巨型框架來做，這樣的確可以提高整個屋面結(jié)構(gòu)剛度，但是耗鋼量比較大，第二個比較大的問題，就是它對溫度作用比較敏感，對建筑來說溫度一直是我們比較頭痛的、要解決的一個問題之一。

最后，我們采用了一個單向的張弦桁架結(jié)構(gòu)，而業(yè)主要求整個凈高要在14米，高度要求又受到限值，這樣的話我們做了一個改進，兩個索組合起來做。施工完了以后整個狀態(tài)還是比較理想的，整個施工過程當中也碰到一些問題。這就是整個的屋面形態(tài)，我非常簡單地羅列了一下給大家看。

此外我們也考慮怎么樣來完善處理它的挑檐，建筑比較得意之一就是它的挑檐非空間使用，同時挑檐也反映出傳統(tǒng)中國建筑的特色，在這個過程當中我們也反復進行了比較。最后有這樣的方案，這個挑檐有一個很大的特點，它不可能，或者是不能利用里面鋼架的剛度用懸挑的方式進行延伸，因為它是波浪式的結(jié)構(gòu)，沒法提供這樣的延伸，所以我們做了這樣的挑檐，應該說還比較成功，特別是這個撐桿。這是一些支撐方式。

因為它是一個張弦結(jié)構(gòu)，我們用不同的預應力來反映什么時候是最佳狀態(tài)。這是預應力過程當中的一些過程和參數(shù)，應該說還是比較可以直觀地反映出張弦的索所起到的作用，同時我們對索的應力也進行了控制，一般性控制在0.4。這是一些應力方面的附加分析。

同時我們也做了西展廳的分析，分析結(jié)果是4.3左右，我們認為4到5之間應該是比較合適的。因為在整個世博項目設計過程當中我們有這樣的體會，可能作為結(jié)構(gòu)工程師來說既要符合建筑師的整個設計理念，但是又不能用單一的結(jié)構(gòu)形式，或者是兩種結(jié)構(gòu)形式來有機結(jié)合，這就使得我們由構(gòu)件設計來轉(zhuǎn)換對整個設計的思考。

我們抓住兩點：第一個是用鋼量指標，凡是超過我們的想象的話我們總是覺得存在一個不合理。此外我們也判斷它一個整個結(jié)構(gòu)承載力情況，試圖來反映出安全的等級和承重。這是我們西側(cè)展廳的分析結(jié)果，還是比較理想的。

然后我們可以看一下主題館的鋼框架結(jié)構(gòu)的分析與設計。這個結(jié)構(gòu)有兩個，東側(cè)有兩層展廳，這種情況下我們對它的良性考慮就尤為重要了，因為涉及到用鋼量的問題。我們采用了一種桁架形式做比較，同時也做了一些實腹梁的設計。實際做下來的效果是非常不錯的，同時它滿足了機件設計過程當中高度的要求。

最后考慮到柱間支撐，因為從整個結(jié)構(gòu)設計來看，它應該能夠滿足整個結(jié)構(gòu)設計要求的，但是從結(jié)構(gòu)體系判斷過程當中來說它有上中下行的概念，也就是說柱形成的結(jié)構(gòu)理念要薄弱，同時在結(jié)構(gòu)分析過程當中也發(fā)現(xiàn)由于東側(cè)展廳和西側(cè)展廳布置不一樣，造成結(jié)構(gòu)在地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應比較大，所以我們做了一些支撐的分析。這個分析有兩點，一個是在建筑允許的空間來設計支撐，第二個怎么樣用最小的支撐體系來達到最好的平衡。考慮到兩個方面，我們最后確定了一個柱間支撐的位置，但是用什么樣的支撐我們頗費周折。

最后我們在這個項目當中采用了混合支撐，這頗費周折，但是混合支撐做出來的效果非常好，這個剛度主要是在溫度過程下怎么樣減少溫度效應。

這里做了一些分析，這個分析就不詳細說了，以后再在文章中跟大家匯報，同時我們也對整個柱間支撐做了一些評價，效果也非常不錯。我記得做混合支撐的同濟有兩位專家當時強烈地持反對態(tài)度，但是我們做了一些詳細的分析討論，后來他覺得：哎，這種創(chuàng)新也是比較好的。我覺得碰到問題去創(chuàng)新可能比較容易得到一種效果，如果就為創(chuàng)新而創(chuàng)新的話可能會適得其反。這是我們最后得到的一個最終方案。

這是我們在施工過程當中的兩組照片，一個是普通支撐，這是一個阻尼器支撐。現(xiàn)在做出來的效果還是不錯的，另外，我們也做了一些關鍵節(jié)點設計，因為對鋼架結(jié)構(gòu)來說它的節(jié)點是非常重要的，一個是拉索在桁架兩端的結(jié)構(gòu)，我們做了節(jié)點的彈性系數(shù)分析。在這里我也請教了秦校長，他是這方面的專家，這是我們做的一些分析，分析下來以后覺得它的安全儲備還是比較大的，我們感覺這個還是可以承受的，4倍還是可以承受的，當然了，達到5倍的話那是最理想。

同時還有一個張拉索的設計，這個節(jié)點是我們的創(chuàng)新，我們做了個分析，分析下來還是相當不錯的。此外我們還做了一個人字型的支撐節(jié)點分析，這個做下來效果也是非常好的。

可能我太快了，有一個索的支撐節(jié)點沒有跟大家反映出來，由于時間關系不能回過頭來了。在各個方面做了很多分析，按照常規(guī)張拉由于支撐桿的作用會卡死，這樣要讓它拉的過程當中讓索自由地滑動，但是受力性能要非常穩(wěn)定，所以這一點上我們做了很多的比較，最后選中了現(xiàn)在的情況。我們可以看一下現(xiàn)場的照片，就是這樣的支撐，就是這一個節(jié)點，做得非常不錯，因為它是一個V字型的，一拉以后很難把它的預應力施加給上面這個空間桁架，這是我們當時一直在困惑的問題，現(xiàn)在做下來的話效果還是非常不錯的，它是兩根索，非常輕巧。

這是一個屋面系統(tǒng)的支撐系統(tǒng)，因為考慮到空間桁架是不等高的，高差是3米，這樣的話我們只能用這種支撐系統(tǒng)，因為是不等高的原因造成的。這是一個支撐，我們的放大情況來看，應該說做得還是比較成功的，我們在顏色處理的時候采用了淺中灰的顏色，它的顏色實際上相當于是無色的，它跟任何顏色搭配的時候會把自己的顏色給掩去。

這是一個挑檐部分的結(jié)構(gòu)。這是我們一個人字型支撐的柱頭和柱腳的照片。這是在安裝過程當中的照片。這個安裝過程中我們每一個桁架有高低的。這是在安裝屋面時候的照片。我們可以看到整個形成一個波浪型，你看到非常漂亮！

接下來我給大家匯報一下西班牙館。西班牙館還是分兩塊，大家看一下，一個是國家館展區(qū)，地理位置非常棒，這是它的主入口，整個建筑設計像一個籃子一樣的，非常飄逸！用世博會主席的話來說，他說這個館可能是建成了以后可能是歷次國家館中最漂亮的，如果建好了以后像圖畫出來一樣，我們應該肯定他的判斷。另外建筑師在建筑設計過程當中希望找到一種建筑元素和材料來能為東西方所共同接受就是藤的編制物，在古老的時候我們都會用藤來做，這是一個模型，沒有一個墻面是平行的，而且至上而下都是平面的，所以建筑師很難理解，建筑結(jié)構(gòu)工程師也很難理解，所以做了模型，這個模型是一層層做出來的，是這樣的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)在做的時候我們是頗費周折的。最后我們用了一個立體的曲面墻的體系來完成這樣的設計。這是一個剖面圖，這是兩個立面圖，非常漂亮！

這是內(nèi)景效果圖。這個建筑師要求比較高，這個建筑師非常有名，他說上面沿著墻面和頂?shù)慕咏翘幰_30公分的光板，我當時說你這樣做的話漏雨怎么辦，他不管，他說你應該去負責漏雨的事情。還有更殘酷的事情一會兒再跟大家匯報。

這是它的效果圖，應該說很漂亮，建完以后內(nèi)墻也是采用藤編織的東西。日本的世博會西班牙場館也是做得很漂亮的，是用六角型來完成它的立面設計。這是一個三層平面，三層平面在我們整個右邊部分總共有8400個平方米，從目前建設情況來看是國家館最大的，本來要超過1萬多一點點，因為實在不允許他這樣做，才縮小的。5月18號要在這里舉行一個宣傳活動，如果大家有時間可以去看一下。

這是用NURBS的建力加膜的。這是我們看到這是一個有樓板系統(tǒng)的結(jié)果，把樓板抽掉以后，可以看一下，這里是進口處，這是進口大廳，這里是它的整個展示空間，整個很復雜，我們試圖用紅和綠兩種顏色來反映出來，墻體的厚度是1米2左右，是鋼結(jié)構(gòu)做成的，所以我們試圖用紅的和藍的來區(qū)分內(nèi)側(cè)和外側(cè)的結(jié)構(gòu)體系。然后我們也選了一些桿件，應該說這些桿件選得非常成功，這個西班牙工程師大概在西班牙是屬于NO.1的，70歲，所以結(jié)構(gòu)工程師保持良好的心態(tài)是可以長壽的。

這是我們每一個段面上截取一個段面的變化情況，每個墻面的情況不一樣，有一些是寬的，有一些是窄的，有一些是上面寬一點，有一些是下面窄一點，是這幾種類型，我們大概看一下這個墻體的類型。比較殘酷的是到西班牙以后，本來我們是一組桿子下來的，但是他希望外桿離地面50公分，這個對我們來說是巨大的挑戰(zhàn)，本來是兩根桿，你50公分沒有任何意義，1米5還好說，但是建筑師就要這種效果。所以在這種情況下，我覺得我們國內(nèi)的結(jié)構(gòu)建筑工程師還是比較幸運的，只要我們發(fā)話，他們還不敢不做。橫向是一個墻體的梁，豎向是墻體的柱。這是一個多媒體的空間。這個多媒體空間花了很多精力來做，還有樓，如果沒有樓板還可以，有樓板以后應該說對墻體本身的承載力有很大的考驗。

這是一個角，就是背角，建筑師還是需要在20層樓的時候把整個墻體用角來斜上去，然后再跟屋面結(jié)構(gòu)相交。這是背面的，背面是一個走廊，整個的一個走廊，我們用這樣的東西來反映出墻體結(jié)構(gòu)。這是墻體結(jié)構(gòu)和樓板的連接。因為樓板的長短不一，所以要進行嫁接，豎向桿和橫向桿的連接非常非常重要，這個節(jié)點是受力的節(jié)點，總的原則是豎向桿可以貫穿，但是橫向桿有一個錯位，這是不同的一些節(jié)點，這是節(jié)點削弱以后的加強。這是它的連接，你看一下最后建筑師一定要采用編織型的錯位，完成設計以后感覺這些看似無理的要求，但是如果你們戰(zhàn)勝這種挑戰(zhàn)以后也會獲得一種喜悅。我們對特殊的節(jié)點都進行了分析。好的，這大概就是西班牙館的設計，西班牙設計到目前為止整個進行得非常順利的，也是開工得比較早的國家館之一。

接下來匯報一下英國館的設計，這是英國館的地理位置，在國家館展西。英國人到上海來，它的國家館是一種禮物的展示，你看一下，它整個設計過程是一個包裝的禮物，把這個禮物逐步逐步打開，到第三張圖來看，整個建筑就按這樣的形態(tài)來設計，我覺得非常有創(chuàng)意！總共建筑面積1千多個平方米，但是它可以達到一種驚人，或者是吸引人的效果。為什么這樣說呢，西班牙館在討論的時候就說，他說你們國家預測6個月184天的世博會展示期間大概有7千萬人會來，超過日本的大阪世博會，如果有20%到我西班牙去看的話，就是1400萬，我就成功了，因為整個西班牙國家也就3800萬，所以所有的設計宗旨就是吸引人們過來看一下，然后得到一點什么離去，那么得到什么呢，就是得到一些概念走了，因為這種概念背后是一種分享。它整個展示禮品是什么呢，是用蒲公英的概念來體現(xiàn)，所以它總是從生活中來找一種共性的理念來演繹成一個理念的設計，這非常重要，因為理性和浪漫要相結(jié)合。這是效果圖，很漂亮的！然后夜景的時候可以把里面的活動通過光纖維透到室外，即使不進去也可以想象得到里面豐富多彩，帶著這種遺憾離去可能會更吸引。

里面是一個接近于1千米的展示空間，它整個東西做成像刺猬一樣的，一根根東西出來，每根長是7米，中間是一種塑料，相當于亞克力這種材料一樣的，這個是亞克力材料，白天的時候可以把外部的光通過亞克力來折射進來，里面不用照明也可以，晚上的時候把里面的照明放射到外面去，這就是它的奧妙之處。原來建筑師在做的時候堅持要用亞克力材料來作為承載力的構(gòu)件，當時我們不同意，為什么不同意呢，我們這個沒法做。我找了一個理由，我說你在歐洲，或者是中國大陸找到任何一個以亞克力材料設計的標準嗎，顯然沒有，沒有亞克力作為結(jié)構(gòu)構(gòu)架的設計標準，這個是沒有的。他的材料指標不符合，后來這樣的話他就妥協(xié)了，從這個可以看出來建筑師是有一個追求，有一個夢的追求。這是它的庫房空間的一些燈光處理。

我要說結(jié)構(gòu)的什么概念呢，它整個結(jié)構(gòu)是一個盒子，是一個木結(jié)構(gòu)來做的，下面是鋼柱支撐的。它的材料不一樣，中間的木盒子是木頭做的，下面是鋼架，他做出來了以后希望是隨風飄動的，很浪漫，但是這個東西首先第一個做了風動實驗。同時也做了透光、受力各方面的情況?，F(xiàn)在的結(jié)果做下來還是很不錯的。

然后是部分館。先看一下荷蘭館，是在這個位置，荷蘭館的最大特點是幸福街，讓你走在這條街上跑到各個房間、空間去感受，去體會這個國家的快樂和構(gòu)件，是用建筑結(jié)構(gòu)組合起來的，它是掛在街道上的，這個也是比較獨特的。這就不詳細說了。

我們看一下法國館，法國館的地理位置在這里，法國建筑師認為城市主要是讓人生活在里面寧靜、安靜，所以他在水池上把一個白的邊柱掛在上面，多寧靜啊，同時法國建筑師對城市綠化的理解是延伸到屋面上，在景觀設計當中中國和英國比較接近，是用自然的植被來理解景觀設計。另外，它的墻壁交叉部分原來是很有名的一個法國公司用C120的混凝土來拼裝成為一個受力墻體，但是金融危機以后他不干了，不出這個錢了，所以就用鋼結(jié)構(gòu)來替代。

這個整個設計過程當中把結(jié)構(gòu)分解以后再把它組合在一起受力，整個還是比較簡單的，結(jié)構(gòu)設計中如何來真實地反映建筑的意圖，或者是把建筑意圖完美地體現(xiàn)出來，可能今后這個就是我們結(jié)構(gòu)工程師的生存之道了。

最后介紹一下丹麥館。丹麥館它的建筑設計非常有特色，做的時候是這樣的，說：一個國家、一個社會是靠兩個支柱來支撐的，一個是社會的經(jīng)濟，一個是社會的福利，所以它用兩個對數(shù)螺旋來把整個館撐起來，這個館做得非常好，同時反映了北歐國家的治理基本理念。整個結(jié)構(gòu)是比較復雜的，結(jié)構(gòu)是沒有定數(shù)的，是一種表現(xiàn)的形態(tài)，然后再做到經(jīng)濟、合理、科學，力的傳遞路徑明確，這個我們也做了一些分析，應該說效果還是不錯的，顯然結(jié)果還是不錯的。

我今天就大概跟大家匯報這些。因為時間限制，我就不往下說了。謝謝大家。