梁威 黃用軍 何志力 駱年紅

深圳市歐博工程設計顧問有限公司

伴隨著粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要塵埃落定，一個比肩國際一流的世界級灣區(qū)城市群逐漸呈現(xiàn)。作為粵港澳大灣區(qū)“全球最大會客廳”的超級地標，深圳國際會展中心展館總占地面積約148萬m2，室內(nèi)展覽總面積約50萬m2，整體建成后將成為全球最大的展館。設計意象為“巨龍攜祥云”，以會展中心的19座展廳為祥云，長約1 750m的中央廊道為龍身，南北登錄大廳為龍爪，“巨龍”于“祥云”之上翱翔。

如此超大、復雜的建筑對結構設計提出了挑戰(zhàn)。結構設計師采用鋼結構實現(xiàn)了跨度和高度的要求，同時提高了空間品質(zhì)和空間自由度，也實現(xiàn)了建筑的力度和美感。

1 “祥云”——展廳

展廳是深圳國際會展中心的核心，承擔著主要展覽功能。深圳國際會展中心共有19個展廳，分別為16個2萬m2的標準展廳、1個5萬m2的超大展廳（17號展廳），滿足各種展覽（如特大型車展、家具展、器械展）的使用要求；以及2個2萬m2的多功能展廳（18號、20號展廳），滿足會議、宴會、體育賽事、演藝活動等功能使用要求。除此之外，展廳在發(fā)生災害的時候，也可作為臨時避難場所和應急場所。19個展廳造型流線起伏，匯成“祥云”。

結構師從建筑流線造型出發(fā)，配合大跨度空間的展覽需求，同時結合消防系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等功能要求，形成現(xiàn)有的展廳結構體系。

1.1 標準展廳

標準展廳平面尺度為209.5m×108m，兩個展廳之間寬33m，展廳高26m。原中標方案為沿長向起伏的屋面形態(tài)，但由于屋頂起拱方向存在嚴重排水隱患，在不影響整體屋面效果的情況下，深化設計時將原方案展廳屋面造型進行了90°旋轉，使屋面沿著展廳短邊方向起伏，以滿足建筑排水的要求，同時結合展廳大跨度的要求，最終確定了展廳的結構形式（圖1，2）。

結構采用完全擬合建筑外形的單曲立體桁架為結構基本受力單元。結構主體二、三層及屋面層均采用鋼結構框架體系，上部曲面屋蓋則為鋼柱支撐屋頂?shù)牧Ⅲw桁架體系，99m跨度的主桁架跨中矢高為7m，桁架間距18m，共9榀桁架；兩個展廳之間跨度為42m，采用桁架連續(xù)、框架連續(xù)的結構布置，形成了連續(xù)、清晰的結構體系，符合抗連續(xù)倒塌的要求（圖3）。

1.2 超大展廳（17號展廳）

17號展廳實際是將兩個標準展廳合二為一，其展覽面積近5萬m2，可滿足各類非常規(guī)的超大規(guī)模展覽需求，如航空展、船舶展等，也可開展大規(guī)模群眾性文體活動。展廳尺寸為209.5m×249m，將是全世界規(guī)模最大、配套最齊全、科技含量最高的展廳（圖4）。17號展廳的屋蓋造型與標準展廳類似，短向跨度達209.5m，為了減小其結構跨度，同時兼顧展廳屋頂開啟的消防要求，在展廳中央增設了4×4個承重柱，同時滿足建筑與結構的要求，可謂一舉兩得。

1 標準展廳原結構體系（長邊方向起伏）

2 標準展廳現(xiàn)結構體系（短邊方向起伏）

3 正在建設中的標準展廳

4 正在建設中的17號展廳

5 正在建設中的深圳國際會展中心

6 正在建設中的南接待大廳段

17號展廳的主體二、三層及屋面層均采用鋼結構框架體系，上部曲面屋蓋利用鋼柱支撐屋頂立體桁架，主桁架為209.5m方向3跨立體空間桁架，主桁架跨中矢高9m；次桁架為立體桁架的81m跨度，桁架跨中矢高7m，共18榀桁架及立體桁架的60m跨度，桁架跨中矢高7m。

1.3 多功能展廳（18號展廳和20號展廳）

18號展廳主要作為會議、宴會功能使用，其西側會議區(qū)共2層，層高為8m，局部三層為貴賓接待區(qū)，東側為單層大空間展廳和局部2層的廚房配套；20號展廳主要作為體育賽事展廳使用，展廳為單層大空間，8m標高局部設置看臺以適應體育賽事功能的觀演需求，東西兩側為相應的配套功能和商務招待。

18號展廳和20號展廳因多功能的需求，在標準展廳同一空間結構下附加了次結構。18號展廳東側的宴會廳需大跨度空間，采取鋼柱支撐平面桁架，跨度為73.5m，桁架跨中矢高為3.8m；20號展廳設有演出觀眾席，鋼結構框架按照觀眾席斜度布置，給予觀眾最好的觀演體驗。

2 “龍身”——中央廊道

中央廊道屋蓋造型流線起伏，一條長1 750m的中央廊道匯成“巨龍”之勢?！熬摭垺睘椤跋樵啤倍鴣恚醒肜鹊莱袚麄€會展中交通樞紐的重要角色，沿主動線依次排列19個單層展廳。為實現(xiàn)人貨分流，使布展、觀展、撤展組織高效清晰，中央廊道貫穿從地下二層至地下一層（8m標高）的各個空間，將南入口、南北登錄大廳和19個展廳組織成一個整體。

由此，中央廊道的屋蓋最終確定為鋼結構空間網(wǎng)殼結構體系，網(wǎng)殼結構兼有桿件結構和薄殼結構的主要特性，受力合理，可以實現(xiàn)較大的跨度。作為典型的空間結構，網(wǎng)殼結構合理的曲面可以使結構力流均勻，具有較大的剛度，變形小，穩(wěn)定性高，節(jié)省材料。同時，網(wǎng)殼結構與建筑造型完美融合，既能表現(xiàn)建筑的靜態(tài)美，又能通過平面和立面的切割以及網(wǎng)格、支撐與桿件的變化表現(xiàn)動態(tài)美。

中央廊道下部結構為正常的鋼結構梁柱結構，結合建筑功能，利用結構分縫及滑動支座的特性，使得中央廊道與各大展廳及登錄大廳有效連接，從而起到交通樞紐的作用（圖5～8）。

3 精細化設計

一個成功的建筑，不僅要有令人震撼的空間，也要有令人驚嘆的細節(jié)。深圳市國際會展中心作為灣區(qū)的標志性建筑，不僅需要呈現(xiàn)出流暢、協(xié)調(diào)的整體設計，作為建筑結構一體化設計中的重中之重，細節(jié)更是我們要著重考慮的問題。精細化的設計需要從設計的精細度和對施工的預判兩方面來進行。設計的精細度是指圖紙制作的精細程度，施工的預判是指提前對施工中可能出現(xiàn)的問題進行判斷，從而在設計階段就將其解決。

7 正在建設中的中廊展廳連接段

8 中廊實景

9 現(xiàn)場施工中的鋼管柱

10 現(xiàn)場施工中的鑄鋼節(jié)點

深圳國際會展中心作為一個建筑結構設計協(xié)調(diào)度很高的建筑，結構工程師也需要在設計過程中時刻關注細節(jié)，一方面緊密地與建筑專業(yè)協(xié)同配合，基于建筑、結構共同的Rhino軟件平臺，高效率地完成建筑模型、結構模型與結構圖紙的實時同步更新；另一方面，高效交流與溝通也十分重要，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，最終實現(xiàn)結構和建筑的完美結合。

實踐證明，結構構件在表現(xiàn)建筑美感方面不可或缺，在鋼結構建筑中，結構構件幾乎成為了美的“主角”，因此精致也應當成為結構設計需求的代名詞。

3.1 鋼管的應用

深圳國際會展中心大多數(shù)鋼柱及桁架構件均采用鋼管，除了能給人一種結構尺度感之外，也能增加有效的使用空間（圖9）。鋼管的強度較高，具有安全可靠性高、使用壽命長并能夠抵御一定地震烈度的破壞等特點，既增加了建筑的空間，又減少了工程用鋼量。

3.2 鑄鋼節(jié)點的應用

由于展廳鋼柱與屋蓋桁架的連接分叉節(jié)點和中央廊道的樹狀結構節(jié)點等形狀較為復雜，因而采用能滿足節(jié)點設計要求的鑄鋼相貫節(jié)點。鋼節(jié)點的整體澆鑄成型，避免了相貫焊接帶來的應力集中，同時也避免了許多鋼結構措施的采用，實現(xiàn)光滑連貫，對建筑的表達效果也非常有利（圖10）。

3.3 施工建造的配合與管控

深圳國際會展中心項目的鋼結構施工是該工程的重難點，也是建筑效果的保證。利用通用有限元軟件Abaqus完善施工模擬分析，并主要通過以下部分進行過程配合、總體控制：1）配合施工單位進行深化設計，并審核深化設計，提升整體項目的質(zhì)量；2）（桁架）加工、相貫節(jié)點加工以及彎扭構件等與鋼結構施工單位協(xié)調(diào)，保證建造總體效果；3）構件需進行高空原位安裝，大型設備對走道的承載力有著較高要求，當樓板不滿足設備行走時，提供結構加固方案，有效減少加固措施，縮短工期。

4 結語

建筑結構一體化協(xié)調(diào)且精細化的設計，成就了深圳國際會展中心這座地標性建筑，可謂結構成就建筑之美，建筑展現(xiàn)結構之精妙。通過這次實踐，我們也深刻感受到只有建筑與結構緊密配合，才能創(chuàng)造出更多高品質(zhì)的建筑。