水立方详细介绍

水立方详细介绍

国家游泳中心是北京2008年奥运会比赛场馆之一，其创意来自于肥皂泡的结构，因其外观酷似一个蓝色方盒子而被称为“水立方”。与“鸟巢”一样，“水立方”独特的结构设计给施工带来了很大难度，因为它是世界上第一个尝试实现这一肥皂泡结构体系的建筑。“水立方”的建筑外围护采用新型的环保节能ETFE（四氟乙烯）膜材料，由3000多个气枕组成，覆盖面积达到10万平方米。

建设地点：奥林匹克公园

建筑面积（M2）：65000－80000。

座席数：永久座席为6000个，临时性座席11000个。

赛时功能：游泳、跳水、花样游泳、水球。

开工时间：2003.12.24。

工时间：2007年四季度。

“水立方”是世界上首个基于“气泡理论”建造的多面体钢架结构建筑。独特的结构设计给施工带来了很大困难。国家游泳中心总经理康伟说，“水立方”的创意来自于肥皂泡的构造。这种在自然界常见的形态从未在建筑结构中出现过。

“从截面上看，‘水立方’墙面和屋顶都分为内外3层，9803个球形节点、20870根钢质杆件中，没有一个零件在空间定位上是完全平行的，传统的二维图纸无法标出工件的坐标。因此，定位难成为‘水立方’施工中遇到的最大挑战。”康伟说。

在业主的委托下，中建国际（深圳）设计顾问有限公司联合国内4家研究单位，仅用了半个多月便把“水立方”的所有工件在三维空间上一一标出了坐标。30513个工件、91539个坐标值，堆成了两尺多高的施工图纸。作为自主创新成果，《新型多面体空间钢架结构设计理论》为“水立方”的钢结构搭建提供了技术标准。

随着奥运工程进度的不断推进，新标准、新工艺不断涌现。这些新标准、新工艺是奥运工

程留下的一笔宝贵财富，今后将成为同类建筑的参照标准。

“水立方”膜结构的表面覆盖面积达到10万平方米。为确保正式安装的顺利进行，2006年春节前完成了实体墙面500平方米试安装。此次正式施工前，“水立方”主体钢结构已完成了施工准备工作，具备了贴膜条件。首次披露哈尔滨为“鸟巢”焊接术之乡。

作为北京奥运会的场馆，“鸟巢”（即国家体育场）创造了“世界之最”———世界上跨度最大的钢结构建筑。近日，关于这一“世界之最”的创造故事首次披露。据新华社报道，这是一个缺少现成技术标准作为参考的“世界之最”，科研人员为此曾北上哈尔滨摸索不同钢材在零下30℃下的焊接要求。

据介绍，“鸟巢”钢结构的最大跨度达到343米，如果使用普通钢材，厚度至少要达到220毫米。这样一来，“鸟巢”钢结构的总重量将超过8万吨，不仅不便于加工和运输，而且钢板越厚，焊接越困难。经过专家反复论证，厚度为110毫米的Ｑ460高强度钢材成为最佳选择。

钢材问题解决了，焊接问题又来了。“鸟巢”钢结构焊缝总长达30多万米，其中现场焊接焊缝长达6万多米。按工期要求，近一半现场钢材焊接要在去年年底至今年年初进行。此时北京正值冬季，室外气温常在0℃以下，而焊接一般要求在0℃以上的“正温”条件下进行。

应该预热多久？用什么温度焊接最合适？“鸟巢”钢结构动工之前，施工单位对全世界150多个钢铁焊接的大型数据库进行了详细的检索，结果没有找到任何相关工艺标准的记录。

为攻克难题，科研人员兵分多路，进行可焊性实验。有的北上哈尔滨，摸索不同钢材在零下30℃下的焊接要求；有的埋头在实验室里，测算出了室外一级至五级风下进行焊接的不同技术参数；有的对焊好的钢材进行冲击实验……实验一直持续了5个多月，最终制定出了准确科学的施工质量验收规范。三维图锁定“水立方”肥皂泡。

鸟巢 水立方建筑赏析

鸟巢水立方建筑赏析 钢结构建筑欣赏－鸟巢 场馆名称：国家体育场(鸟巢) 地理位置：奥林匹克公园 建筑面积： 25.8万㎡ 赛时功能：开闭幕式、田径、男子足球 座位数： 91000个 国家体育场(“鸟巢”)是2008年北京奥运会主体育场。由2001年普利茨克 奖获得者赫尔佐格、德梅隆与中国建筑师李兴刚等合作完成的巨型体育场设计，形态如同孕育生命的“巢”，它更像一个摇篮，寄托着人类对未来的希望。设计 者们对这个国家体育场没有做任何多余的处理，只是坦率地把结构暴露在外，因而自然形成了建筑的外观。 国家体育场于2003年12月24日开工建设，2004年7月30日因设计调整而暂时停工，同年12月27日恢复施工，预计2008年3月完工。工程总造价22.67亿元。 “鸟巢”外形结构主要由巨大的门式钢架组成，共有24根桁架柱。国家体育场建筑顶面呈鞍形，长轴为332.3米，短轴为 296.4米，最高点高度为68.5米，最低点高 度为42.8米。 体育场外壳采用可作为填充物的气垫膜，使 屋顶达到完全防水的要求，阳光可以穿过透明 的屋顶满足室内草坪的生长需要。比赛时，看 台是可以通过多种方式进行变化的，可以满足 不同时期不同观众量的要求，奥运期间的20，000个临时座席分布在体育场的最上端，且能保证每个人都能清楚的看到整个赛场。入口、出口及人群流动通过流线区域的合理划分和设计得了完美得到的解决。 鸟巢设计中充分体现了人文关怀，碗状座席环抱着赛场的收拢结构，上下层之间错落有致，无论观众坐在哪个位置，和赛场中心点之间的视线距离都在140米左右。“鸟巢”的下层膜采用的吸声膜材料、钢结构构件上设置的吸声材料，以及场内使用的电声扩音系统，这三层“特殊装置”使“巢”内的语音清晰度指标指数达到0.6——这个数字保证了坐在任何位置的观众都能清晰地收听到广播。

水立方调查设计研究报告

中矩之方，梦幻之蓝 ——国家游泳中心“水立方”调研报告

国家游泳中心(以下简称“水 立方”)是2008年北京奥运会三大 标志性建筑物之一，也是北京市政 府指定的惟一一个由港澳台侨胞 捐资建设的标志性奥运场馆。奥运 会期间，承担游泳、跳水、花样游 泳等比赛。奥运会赛后将成为一个 多功能的大型水上运动中心；既可 举办大型国际赛事，又能为公众提 供水上娱乐、运动、休闲、健身等 服务。 “水立方”位于奥运公园B区， 坐落于奥林匹克中心区西南角。主 体建筑紧邻城市中轴线，并与国家 体育场相对于中轴线均衡布置。本 工程为特级体育建筑。主体结构设 计使用年限100年。 “水立方”以中国传统文化 中的“天圆地方”为设计理念，采用方盒子的形式，充分运用新的结构形式与膜材料，将现代科技与传统价值观念充分揉合，展现出了强大的表现力与震撼力，为2008年北京奥运会写下浓墨重彩的一笔。 关于水的立面泡泡吧钢结构 二层观众通道热身池

一、项目概况 项目名称：国家游泳中心 项目地点：北京奥林匹克中心区B区 基地面积：6.28m2 建筑面积：8.7万m2 建筑高度：31m 容积率：1.23 坐席数：赛时17000，赛后6000 （固定座位数：4000个永久，2000个可拆除） 停车位：384辆 结构：钢筋混凝土+钢结构 钢结构设计总重量：约6700吨 国标钢材：Q345C、Q420C 钢结构杆件总数：20670根 焊接球：9843个 设计/建成：2003年4月-2006年6月/2008年1月 设计团队：中建总公司国家游泳中心设计联合体 中建总公司 CCDI中建国际设计 PTW Architects Arup 设计总负责人：赵小钧 执行总负责人：郑芳 建设单位：北京市国有资产管理有限公司 施工单位：中建一局 设计团队： 建筑：中建国际（深圳）设计顾问有限公司 PTW Architects 结构：中建国际（深圳）设计顾问有限公司/ARUP 机电：中建国际（深圳）设计顾问有限公司/ARUP 经济：中建国际（深圳）设计顾问有限公司 “水立方”总平面图

水立方造型设计分析

水立方造型设计分析 国家游泳中心又被称为“水立方”（Water Cube），位于北京奥林匹克公园内，是北京为2008年夏季奥运会修建的主游泳馆，也是2008年北京奥运会标志性建筑物之一。 水立方的实用性：水立方作为奥运会的主游泳馆而出现，为奥运会的游泳项目的成功进行提供了基础的物质保障，它融建筑设计与结构设计于一体，设计新颖，结构独特，与国家体育场比较协调，功能上完全满足2008年奥运会赛事要求，而且易于赛后运营。赛后，水立方作为一个大型的嬉水乐园呈现在人们面前。水立方的工作性能优良，它的地面做了特殊处理，使人脚踩在上面不会感到冷。其次它的四壁用铁网架焊接为一体，支撑着整个屋顶。这些钢构件在阴雨天一方面可以起到避雷作用，另一方面可以作为天沟收集雨水等等。 水立方的经济性：水立方中采用了多项先进技术，包括热泵的选用、太阳能的利用、水资源综合利用、先进的采暖空调系统，以及控制系统和其他节能环保技术，如采用内外墙保温，减少能量的损失；采用高效节能光源与照明控制技术等。此外，泳池换水全程采用自动控制技术，提高净水系统运行效率，降低净水药剂和电力的消耗，可以节约泳池补水量50%以上。泳池和水上游乐池也都采用防渗混凝土以防渗漏。除了泳池用水，“水立方”的其他用水也十分节约。洗浴等废水，经过生物接触氧化、过滤，再用活性炭吸附并消毒后，用于场馆内便器冲洗、车库地面的冲洗以及室外绿化灌溉。为尽可能减少

人们在使用时对水的浪费，“水立方”对便器、沐浴龙头、面盆等设备均采用感应式的冲洗阀，合理控制卫生洁具的出水量，并在各集中用水点设置水表，计量用水量。 水立方的美观性：最引人注意的外围形似水泡的ETFE膜（乙烯-四氟乙烯共聚物）是一种透明膜，能为场馆内带来更多的自然光，他的内部是一个多层楼建筑，对称排列的大看台视野开阔，馆内乳白色的建筑与碧蓝的水池相映成趣。基于“泡沫”理论的设计灵感，他们为“方盒子”包裹上了一层建筑外皮，上面布满了酷似水分子结构的几何形状，表面覆盖的ETFE膜又赋予了建筑冰晶状的外貌，使其具有独特的视觉效果和感受，轮廓和外观变得柔和，水的神韵在建筑中得到了完美的体现。晚上水立方被冠以深深地蓝色，犹如海洋中的一方水，给钢筋混泥土的城市增添了许多动感。白天，水立方成白色，犹如一个美丽的冰雕，给人以视觉上的美的享受。 水立方是北京奥运会国家游泳中心，它的膜结构是世界之最。它是根据细胞排列形式和肥皂泡天然结构设计而成的，这种形态在建筑结构中从来没有出现过，创意十分奇特。在奥运会结束后，水立方已成为北京市的新地标。

国家体育馆-鸟巢工程项目管理案例

国家体育馆—鸟巢 1、鸟巢的背景资料 ?鸟巢?是2008年北京奥运会主体育场。由2001年普利茨克奖获得者赫尔佐格、德梅隆与中国建筑师合作完成的巨型体育场设计，形态如同孕育生命的?巢?，它更像一个摇篮，寄托着人类对未来的希望。设计者们对这个国家体育场没有做任何多余的处理，只是坦率地把结构暴露在外，因而自然形成了建筑的外观。 ?鸟巢?以巨大的钢网围合、覆盖着9.1万人的体育场；观光楼梯自然地成为结构的延伸；立柱消失了，均匀受力的网如树枝般没有明确的指向，让人感到每一个座位都是平等的，臵身其中如同回到森林；把阳光滤成漫射状的充气膜，使体育场告别了日照阴影；整个地形隆起4米，内部作附属设施，避免了下挖土方所耗的巨大投资。 鸟巢是一个大跨度的曲线结构，有大量的曲线箱形结构，设计和安装均有很大挑战性，在施工过程中处处离不开科技支持。?鸟巢?采用了当今先进的建筑科技，全部工程共有二三十项技术难题，其中，钢结构是世界上独一无二的。?鸟巢?钢结构总重4.2万吨，最大跨度343米，而且结构相当复杂，其三维扭曲像麻花一样的加工，在建造后的沉降、变形、吊装等问题正在逐步解决，相关施工技术难题还被列为科技部重点攻关项目。 2、问题出现 A、?鸟巢?硬伤导致停工专家呼吁办?安全奥运? 被称为?鸟巢?的2008年奥运会主会场———国家体育场停工事件引起了社会各界的广泛关注，尤其对于北京市民来说，能容纳10万观众的?鸟巢?，奥运会后将成为北京市提供市民广泛参与体育活动及享受体育娱乐的大型专业场所，如果其存在安全问题显然不容忽视。 尽管近日众多媒体纷纷?辟谣?，认为?鸟巢?停工并非因为存在安全隐患，而主要是由于造价过高，可能会造成不必要的巨大浪费。最终的结果是北京奥组委决定把可开启的滑动式屋顶拿掉。 似乎拿掉?鸟巢?的盖子就可以既解决资金浪费又能保证场馆安全问题。但是中国灾害防御协会副秘书长、北京奥运会安全专家金磊在接受本报记者采访时表示，国家体育场的设计在很多细节上确实存在安全问题，现在停工的原因并不能排除此因素。 据金磊介绍，温家宝总理提出奥运建筑应遵守的?八字箴言?的顺序现在已经被调整成?安全、经济、实用、美观?，安全问题成为了首要考虑的重点，北京奥组委就安全问题至少开过三次专家座谈会议，对国家体育场设计方面存在的安全问题也进行了多次审查修改。 金磊告诉记者，按照瑞士设计师的规划，国家体育场总共分为三层，最高层离地面近50米，能容纳3万人，那么中方专家对于?如果发生紧急状况，这3万人如何安全疏散到地面?问题提除了质疑。在原设计中，总共有12条楼梯通向地面，但是每一条楼梯都是直上直下的形状，这样如果发生骚乱，上面的观众一拥而下，很容易发生踩踏事故，存在很大的安全隐患。经过中方专家组的提议，设计师对楼梯进行了2个多月的修改，调整成了若干弯曲状的分段，但是楼梯的实际宽度恐怕还是不能达到2.4米的安全要求。 实际上，国家体育场设计之初对于安全问题也作了考虑，他们甚至还模拟了发生火灾后的人员骚乱的疏散速度等等，但是金磊告诉记者，他们完全没有考虑到灾害状况，模拟的只是正常情况下人员排着队输散状况，这是十分可笑的，如果真的出现火灾或者骚动，现场人员肯定全乱了，怎么可能规规矩矩的按照模拟状况疏散。 金磊最后向记者表示：我们现在呼吁?安全奥运?，但我们关注的不应仅仅只是奥运，还要更多关注后奥运问题。国家体育场作为一个长期使用的项目，以后免不了在此举办大型的球赛、演唱会等等，如果在设计之初不考虑到这些隐患，只是一味的在中国追求造型、

鸟巢工程管理案例分析

国家体育馆—“鸟巢”项目案例分析 摘要：“鸟巢”，这件被誉为“第四代体育馆”的伟大建筑作品，是北京奥运会的一座标志性建筑，它见证的不仅仅是人类21世纪在建筑与人居环境领域的不懈追求，也见证着中国这个东方文明古国不断走向开放的历史进程。在项目前提规划工作中出现漏洞，严重影响了施工进度，因此有必要对“鸟巢”项目在可行性论证、成本管理等方面进行研究，对以后大型体育馆等公共设施的建设也有重要意义。 关键词：项目钢结构成本安全 1“鸟巢”的背景资料 1.1 “鸟巢”项目简介 “鸟巢”是2008年北京奥运会主体育场。由2001年普利茨克奖获得者赫尔佐格、德梅隆与中国建筑师合作完成的巨型体育场设计，工程总占地面积21公顷，建筑面积25.8万平方米，项目2003年12月24日开工建设，2008年6月28正式竣工。形态如同孕育生命的“巢”，它更像一个摇篮，寄托着人类对未来的希望。 1.2 “鸟巢”项目外形及结构特点 “鸟巢”以巨大的钢网围合、覆盖着9.1万人的体育场；观光楼梯自然地成为结构的延伸；立柱消失了，均匀受力的网如树枝般没有明确的指向，让人感到每一个座位都是平等的，置身其中如同回到森林；整个地形隆起4米，内部作附属设施，避免了下挖土方所耗的巨大投资。 “鸟巢”是一个大跨度的曲线结构，有大量的曲线箱形结构，设计和安装均有很大挑战性，在施工过程中处处离不开科技支持。“鸟巢”采用了当今先进的建筑科技，全部工程共有二三十项技术难题，其中，钢结构是世界上独一无二的。“鸟巢”钢结构总重4.2万吨，最大跨度343米，而且结构相当复杂，相关施工技术难题还被列为科技部重点攻关项目。 2问题出现 2.1“鸟巢”硬伤导致停工，专家呼吁办“安全奥运” “鸟巢”停工事件引起了社会各界的广泛关注，尤其对于北京市民来说，能容纳10万观众的“鸟巢”，奥运会后将成为北京市提供市民广泛参与体育活动及享受体育娱乐的大型专业场所，如果其存在安全问题显然不容忽视。

水立方灯光设计分析

水立方灯光设计分析 一、 经过清洗的“水立方”外膜透光度明显增加，在蓝色主灯光的照射下更加晶莹剔透，期间闪烁变幻的红、黄、绿灯光组合也更加鲜艳夺目，呈现出色彩斑斓如诗如画的梦幻佳境。 二、 在水立方照明中，夜晚的水立方将被最大程度展现它的玲珑剔透，恬淡迷人的特征。将延续其水“可变”的特质，通过灯光赋予它一种动感照明效果可模拟起伏而浮光玲玲的水面，也可通过模拟光在水中的折射、透射和反射，模拟水下光感，需从视觉上达到一定的进深感、体积感和浑然一体感。水波及其带来的光的变化为必备主题。配合不同庆典事件的场合、季节转换及现场互动需求，“水立方”可呈现出不同的“表情”—不同的角度、不同的颜色。在夜晚，这个水分子建筑会与东面的国家体育场交相呼应。

三、 “水立方”幔态显示屏长104米，高20米，主体面积达2080平方米。LED显示显示系统安装在主题墙面充气膜的夹层之中。巨大的屏体面积和复杂的安装环境为整个工程增加了很大难度，经过反复讨论和验证，采用了“空气内透光照明方式”，即在固定外层其中钢结构内侧安装灯具向外侧投射的照明方式，这样光之透过半个气枕，光的损失仅为空腔内透光照明方式的一半，可到达比较理想的照明效果。这种照明方式的采用，为建筑物景观的照明增加了一种新的方式，开创了建筑物景观照明的先河，对于膜建筑和玻璃幕墙建筑的建筑物景观照明有着重要意义，“水立方”要求LED灯具白天不要影响建筑外观，夜晚LED照明不要影响室内照明，做到见光不见灯。由于LED光源表面亮度较大，如投射方向和角度不合适，在一定位置会看到光斑，影响照明效果。经过大量现场试验，确定了在气枕的下侧钢结构上安装灯具，向上投射，这样就不会看到光斑。 四、 “水立方”是以蓝色为基本色调的建筑，灯光也需要有红光，蓝色象征着“水”，红色象

从“山顶洞”看“鸟巢”的风水理念

从“山顶洞”看“鸟巢”的风水理念 著名风水专家魏亿凯教授：从“山顶洞”看国家体育场“鸟巢”的风水理念“鸟巢”——国家体育场，坐落于奥林匹克公园建筑群的中央位置，地势略微隆起。它如同巨大的容器。高低起伏的波动的基座缓和了容器的体量，而且给了它戏剧化的弧形外观。体育场的外观就是纯粹的结构，立面与结构是同一的。各个结构元素之间相互支撑，汇聚成网格状，就如同一个由树枝编织成的鸟巢。在满足奥运会体育场所有的功能和技术要求的同时，设计上并没有被那些类同的过于强调建筑技术化的大跨度结构和数码屏幕所主宰。体育场的空间效果新颖激进，但又简洁古朴，从而为 2008 年奥运会创造了独史无前例的地标性建筑。 说起建筑，人类其实觉悟得很晚。距今约三万年的旧石器时，我们的祖先“北京人”还不会建房。他们与其它动物一样，都住在“山顶洞”这类天然的洞穴里。山顶洞分为洞口﹑上室﹑下室和下窨4部分。洞口向北﹐高约4米﹐下宽约5米。上室在洞穴的东半部﹐南北宽约8米﹐东西长约14米。在地面的中间发现一堆灰烬﹐底部的石钟乳层面和洞壁的一部分被烧炙﹐说明上室是山顶洞人居住的地方。在上室文化层中发现有婴儿头骨碎片﹑骨针﹑装饰品和少量石器。下室在洞穴的西半部稍低处﹐深约8米。发现有3具完整的人头骨和一些躯干骨﹐人骨周围散布有赤铁矿的粉末及一些随葬品﹐说明下室是葬地。下窨在下室深处﹐是一条南北长3米﹑东西宽约1米的裂隙。发现了许多完整的动物骨架﹐推测它们是在人类入居以前﹐偶然坠入这个天然“陷阱”之中的。

后来，祖先们模仿走兽，如狐、鼠之类，学会了打洞，这才有了穴居时代。再后来，祖先们又模仿飞禽，学会了筑巢，这就有了巢居时代。无论是河母渡人的干栏式建筑，还是仰绍人的瓜棚式房子，都可以看作是鸟巢的模仿。住宅、建筑，说白了，就是一种放大了的鸟巢，它是人类仿生学的最早成果。或许是为了纪念这一伟大发明，古人把那一时期的部落首领称作“有巢氏”。“有巢氏”是建筑师的祖师爷。 朋友们只要稍留意观察，鸟儿们都懂得背山向阳，何况人类。所谓良禽择木而栖，我想，人类的风水学知识或许得益于鸟兽。蜂有蜂巢，鸟有鸟巢，人有人巢。人巢就是家，就是家园。它是我们人类赖以为生的依托，是各种社会关系的基石。所谓家和万事兴。不管谁人，只有经营好自己的老巢——家，才能更好地经营其它事业。家就是“巢”，“巢”就是家。传统道德要求人要修身、齐家、治国、平天下，其道理正在于此。“巢”之意义，可谓大矣！ 从本质上说，风水学就是一门关于如何筑巢的学问。这门学问可能早在一万年前就产生了。考古学家在北京门头沟区斋堂镇东胡林遗址，挖出一座保存完整的东胡林墓。此“遗址北面是山，前面是清水河，遗址地点高出清水河约30米。”据《京华时报》2005年10月29日记载：挖掘时，北京城“上午风很大，但东胡林人发掘地却只有很小的风。专家说，当时的东胡林人选择生活场地就已经有了避风的意识。”可见，古人早就懂得“风水”了。 “鸟巢”的风水，不仅仅是为成功举办奥运而祈福这么简单，这个密码还饱含了中国人希望成为世界焦点的雄心。中国人自己付出的努力再加上超自然的力量，表现了中国人立志要在世界崛起的决心。 “鸟巢”这个名字是从在古代中国特指太阳的“金乌”一词中得来的，因此也就意味着奥运将在世界的太阳——中国举行。“鸟”字则是源自于朱雀，它是古代中国四种神圣的动

水立方调研分析报告样本

水立方调研分析报告

中矩之方，梦幻之蓝 ——国家游泳中心“水立方”调研报告

国家游泳中 心(以下简称“水 立方”)是2008年 北京奥运会三大 标志性建筑物之 一，也是北京市政 府指定的惟一一 个由港澳台侨胞 捐资建设的标志 性奥运场馆。奥运会期间，承担游泳、跳水、花样游泳等比赛。奥运会赛后将成为一个多功能的大型水上运动中心；既可举办大型国际赛事，又能为公众提供水上娱乐、运动、休闲、健身等服务。 “水立方”位于奥运公园B区，坐落于奥林匹克中心区西南角。主体建筑紧邻城市中轴线，并与国家体育场相对于中轴线均衡布置。本工程为特级体育建筑。主体结构设计使用年限100年。 “水立方”以中国传统文化中的“天圆地方”为设计理念，采用方盒子的形式，充分运用新的结构形式与膜材料，将现代科技与传统价值观念充分揉合，展现出了强大的表现力与震撼力，为

2008年北京奥运会写下浓墨重彩的一笔。 关于水的立面 泡泡吧钢结构 二层观众通道 热身池 一、项目概况 项目名称：国家游泳中心 项目地点：北京奥林匹克中心区B区 基地面积： 建筑面积： 建筑高度：31m

容积率： 坐席数：赛时17000，赛后6000 （固定座位数：4000个永久，2000个可拆除）停车位：384辆 结构：钢筋混凝土+钢结构 钢结构设计总重量：约6700吨 国标钢材：Q345C、Q420C 钢结构杆件总数：20670根 焊接球：9843个 设计/建成：2003年4月-2006年6月/2008年1月 设计团队：中建总公司国家游泳中心设计联合体中建总公司 CCDI中建国际设计 PTW Architects Arup 设计总负责人：赵小钧 执行总负责人：郑芳 建设单位：北京市国有资产管理有限公司 施工单位：中建一局

国家游泳中心水立方结构分析

国家游泳中心水立方结构分析 国家游泳中心 水立方结构分析 姓名:岳敏 学号:1101103-21 指导老师:蒋毅 主要内容 一、工程概况 二、多面体刚架结构的几何、受力分析 三、ETFE膜结构材料、力学性能分析 四、荷载与结构整体受力分析 1、工程概况 本工程的建筑造型为“充满水的立方体”，平面尺177.338m×177.338m，建筑墙体底标高+1.059m，屋顶标高30.587m。屋面及支撑墙结构由新型多面体空间钢架构成水滴的骨架。钢结构总用钢量共约6300吨，钢材选用Q345C、Q420C。结构节点形式分为球型、半球型、方钢管相贯三种，杆件分为圆钢管、方钢管两种形式。所有构件壁厚由6mm到40mm。节点9290个，杆件数量将近20670根。 1、三维空间的最有效分割 十九世纪末，爱尔兰数学家Lord Kelvin提出这样一个问题:如果将三维空间细分为若干个小部分，并且每个部分体积相等但要保证接触面积最小，那么这些细小的部分应该是什么形状,” 1993年，爱尔兰教授Denis Weaire和Robert Phelan提出一种解答:在一个组合体系中设置6个十四面体和2个十二面体，两

者共有三种表面形状，一种六边形和两种五边形，棱边有四种边长，有三种角点形式(如图1)。这种空间者虽不能被认定为最终解答，却是三维空间最理想的空间组合结构。如果将这样的解答延伸到建筑、结构领域，无疑会给材料的节约与经济带来很大的优势。这是Weaire-Phelan(下称W-P)多面体组合成为国家游泳中心的原因之一。 2、整体结构的生成 该结构最基本的特点是其几何构成不同于传统的空间网架结构，传统的网架结构都是由简单的基本单元(三角锥，四角锥等)组合而成。而该结构以由W-P气泡衍生改良得到的多面体为基本单元，进行空间阵列，形成一个比“水立方”的实际体量大得多的空间多面体阵列结构。这种经过阵列而未经旋转即进行切割得到的平板型多面体空间刚架结构的

北京景点介绍

【天安门广场】 天安门位于北京市中心。天安门城楼是紫禁城的正门，高三十多米，由城台和城楼组成，整座建筑营造出一种皇权至尊的威严。城前的宽大的天安门广场可同时容纳一百万人在此聚集，面积有50万平方米，东西宽500米，南北长880米，是世界上最大的城市中心广场。目前是中国重要庆典举办的场地，也是北京迎接八方宾客的门厅。广场中心矗立着人民纪念碑和毛主席纪念堂，西侧是人民大会堂，东侧是中国历史博物馆和中国革命博物馆，南面是十四世纪建的正阳门和前门箭楼两座古城楼。天安门广场上每天日出时分国旗班战士们的升旗仪式已经成为北京的一大景观。 登城楼15元，需要存包、水，绕到后面有售票处，那边可以登楼。交通：乘1、2、4、5、9、10、17、20、22、44、52、53、54、59、110等多路公共汽车均可到达。乘环线地铁前门站、直线地铁天安门东站、天安门西站下车。 1、人民大会堂位于广场西侧，内有著名的万人大会堂和5000人宴会厅。 2、中国国家博物馆位于广场东侧，由原中国历史博物馆和中国革命博物馆合并组建，文物系统珍贵。 3、国家大剧院周一闭馆，周二至周日及国家法定节日9:00-17:00，现场购买30元/人；家庭套票40元/套，65元/套，等候地点：北水下廊道。 4、毛主席纪念堂门票无，但一般需排长队，要存包，安检。开放时间：8:30-11:30(星期二到星期日),14:00-16:00(星期二到星期四),7、8月只有上午开放，星期一闭馆。 【故宫博物院】 地处北京市城区中心点的故宫，是明清两朝二十四代帝王的宫殿，也是世界上最大、最完整的古建筑群。东西宽750米，南北长960米，占地72万平方米，共有宫殿屋宇9000余间；宫内建筑多以木质结构，青白石底座并绘以绚丽色彩，红色城墙配上黄色的琉璃瓦。建筑壁垒森严，有高墙环绕，墙外有宽52米的护城河；城墙上开有4门，南有午门，北有神武门，东有东华门，西有西华门；城墙四角还耸立着4座角楼，造型别致，玲珑剔透。故宫按布局可分内廷与外朝两部分。故宫主体以太和殿、中和殿、宝和殿为中心的建筑，整个范围是由干清门往南到午门；午门和太和门中间有一座金水桥，是当时通往"外朝"那道石板"御路"的必经之处；午门在往前行可至端门，穿过端门外就是天安门。故宫规制宏伟，布局严整，建筑精美，富丽华贵，收藏有许多的稀世文物，是我国古代建筑、文化、艺术的精华。

水立方详细介绍

水立方详细介绍 国家游泳中心是北京2008年奥运会比赛场馆之一，其创意来自于肥皂泡的结构，因其外观酷似一个蓝色方盒子而被称为“水立方”。与“鸟巢”一样，“水立方”独特的结构设计给施工带来了很大难度，因为它是世界上第一个尝试实现这一肥皂泡结构体系的建筑。“水立方”的建筑外围护采用新型的环保节能ETFE（四氟乙烯）膜材料，由3000多个气枕组成，覆盖面积达到10万平方米。 建设地点：奥林匹克公园 建筑面积（M2）：65000－80000。 座席数：永久座席为6000个，临时性座席11000个。 赛时功能：游泳、跳水、花样游泳、水球。 开工时间：2003.12.24。 工时间：2007年四季度。 “水立方”是世界上首个基于“气泡理论”建造的多面体钢架结构建筑。独特的结构设计给施工带来了很大困难。国家游泳中心总经理康伟说，“水立方”的创意来自于肥皂泡的构造。这种在自然界常见的形态从未在建筑结构中出现过。

“从截面上看，‘水立方’墙面和屋顶都分为内外3层，9803个球形节点、20870根钢质杆件中，没有一个零件在空间定位上是完全平行的，传统的二维图纸无法标出工件的坐标。因此，定位难成为‘水立方’施工中遇到的最大挑战。”康伟说。 在业主的委托下，中建国际（深圳）设计顾问有限公司联合国内4家研究单位，仅用了半个多月便把“水立方”的所有工件在三维空间上一一标出了坐标。30513个工件、91539个坐标值，堆成了两尺多高的施工图纸。作为自主创新成果，《新型多面体空间钢架结构设计理论》为“水立方”的钢结构搭建提供了技术标准。 随着奥运工程进度的不断推进，新标准、新工艺不断涌现。这些新标准、新工艺是奥运工 程留下的一笔宝贵财富，今后将成为同类建筑的参照标准。

鸟巢工程管理案例分析

国家体育馆—“鸟巢”项目案例分析摘要：“鸟巢”，这件被誉为“第四代体育馆”的伟大建筑作品，是的一座标志性建筑，它见证的不仅仅是人类21世纪在建筑与人居环境领域的不懈追求，也见证着中国这个东方文明古国不断走向开放的历史进程。在项目前提规划工作中出现漏洞，严重影响了施工进度，因此有必要对“鸟巢”项目在可行性论证、成本管理等方面进行研究，对以后大型体育馆等公共设施的建设也有重要意义。 关键词：项目钢结构成本安全 1 “鸟巢”的背景资料 1.1 “鸟巢”项目简介 “鸟巢”是2008年北京奥运会主体育场。由2001年普利茨克奖获得者赫尔佐格、德梅隆与中国建筑师合作完成的巨型体育场设计，工程总占地面积21公顷，建筑面积25.8万平方米，项目2003年12月24日开工建设，2008年6月28正式竣工。形态如同孕育生命的“巢”，它更像一个摇篮，寄托着人类对未来的希望。 1.2 “鸟巢”项目外形及结构特点 “鸟巢”以巨大的钢网围合、覆盖着9.1万人的体育场；观光楼梯自然地成为结构的延伸；立柱消失了，均匀受力的网如树枝般没有明确的指向，让人感到每一个座位都是平等的，置身其中如同回到森林；整个地形隆起4米，内部作附属设施，避免了下挖土方所耗的巨大投资。 “鸟巢”是一个大跨度的曲线结构，有大量的曲线箱形结构，设计和安装均有很大挑战性，在施工过程中处处离不开科技支持。“鸟巢”采用了当今先进的建筑科技，全部工程共有二三十项技术难题，其中，钢结构是世界上独一无二的。“鸟巢”钢结构总重4.2万吨，最大跨度343米，而且结构相当复杂，相关施工技术难题还被列为科技部重点攻关项目。

2 问题出现 2.1“鸟巢”硬伤导致停工，专家呼吁办“安全奥运” “鸟巢”停工事件引起了社会各界的广泛关注，尤其对于北京市民来说，能容纳10万观众的“鸟巢”，奥运会后将成为北京市提供市民广泛参与体育活动及享受体育娱乐的大型专业场所，如果其存在安全问题显然不容忽视。 北京奥组委决定把可开启的滑动式屋顶拿掉，似乎拿掉“鸟巢”的盖子就可以既解决资金浪费又能保证场馆安全问题。北京奥运会安全专家表示，国家体育场的设计在很多细节上确实存在安全问题，现在停工的原因并不能排除此因素。 按照瑞士设计师的规划，国家体育场总共分为三层，最高层离地面近50米，能容纳3万人，那么中方专家对于?如果发生紧急状况，这3万人如何安全疏散到地面?问题提除了质疑。在原设计中，总共有12条楼梯通向地面，但是每一条楼梯都是直上直下的形状，这样如果发生骚乱，上面的观众一拥而下，很容易发生踩踏事故，存在很大的安全隐患。经过中方专家组的提议，设计师对楼梯进行了2个多月的修改，调整成了若干弯曲状的分段，但是楼梯的实际宽度恐怕还是不能达到2.4米的安全要求。 实际上，国家体育场设计之初对于安全问题也作了考虑，他们甚至还模拟了发生火灾后的人员骚乱的疏散速度等等，但是他们完全没有考虑到灾害状况，模拟的只是正常情况下人员排着队输散状况，如果真的出现火灾或者骚动，现场人员肯定全乱了，怎么可能规规矩矩的按照模拟状况疏散。 我们呼吁“安全奥运”，但我们关注的不应仅仅只是奥运，还要更多关注后奥运问题。国家体育场作为一个长期使用的项目，以后免不了在此举办大型的球赛、演唱会等等，如果在设计之初不考虑到这些隐患，只是一味的在中国追求造型、追求感觉，忽略了最重要的安全问题，那对于中国老百姓就是一种不负责任。 2.2 “鸟巢”未通过抗震审查

从“水立方”看建筑中的技术

从“水立方”看建筑中的技术 引言 20世纪80年代以来，在全球兴起了绿色运动，是人类在可持续发展道路上的重要之举，改善生存环境，从建筑的角度，实现绿色，节能，环保建筑愈发体现出其重要性。而建筑技术作为实现其的一种手段，在建筑设计中将技术与艺术相结合，将极大的提高建筑的科技含量与艺术欣赏性。本文主要针对这一问题，并结合自己的学习体会，谈一下自己的体会，希望引起大家的共鸣。 1，建筑技术的发展及现状 近年来，我国的建筑业蓬勃发展，建筑技术的发展也是突飞猛进，建筑新材料的不断出现，大规模的生产方式。使我国出现了一大批雄伟，高耸，气度非凡的建筑物；建筑技术的交叉性与综合性以及多样性推动了建筑的发展与进步。科技水平的提高使现代文明的重要标志之一，随着人们对建筑技术认识的不断加深，对技术在建筑设计中的作用必将有更加全面与深入的思考，技术因素将作为解决问题的重要手段放在首要的位置，如何发挥技术的积极作用，将成为建筑设计中的关键问题。 目前，我国已经涌现出许多高质量的具有节能，环保理念，体现绿色理念的优秀建筑作品。这些作品都是建筑技术与艺术的完美结合。下面以国家游泳中心（水立方）为例，具体谈一下建筑设计中技术理念的体现。 2，实例分析（以“水立方”为例） 随着北京申奥成功及2008北京奥运的准备工作的进行，国家游泳中心，国家体育场等一大批的高水平建筑相继出现。它们引起了社会各界的广泛关注，对我国建筑技术的进步的推动作用使史无前例的。它们是我国建筑史上划时代的里程碑下面从几个方面，以水立方为例，探讨一下建筑技术在建筑设计中的具体体现。 （1）,从建筑结构选型的角度来看 国家游泳中心，属于骨架支撑薄膜结构，以主体钢结构骨架支撑为主，将ETFE薄膜覆盖固定在薄膜骨架单元上，形成围护结构。 “水立方”相对于一班的建筑的最大不同是没有了传统建筑的元素（如门，窗，柱子，墙等）取而代之的是多面体空间钢结构单元，最终通过它们拼接形成整体结构。屋面采用平板结构的形式，受高跨比的制约厚度很大，所以钢结构大的用量很大。 钢结构用量的实现,ETFE薄膜通过钢转接架和铝合金膜架固定与钢军阿构主体架上。新技术的使用，使“水立方”的整体性和艺术性得到完美结合。 （2），从建筑构造原理与设计的角度来看

北京水立方工程施工详细介绍

北京水立方工程施工介绍 一、工程概况 国家游泳中心建筑总体布置为正方形，总平面尺寸约177m×177m。地下深度约12m，地上高度约31m。主要由比赛厅、多功能馆和戏水乐园三大部分组成，建筑面积87283m2，其中地下二层，57456m2，地上四层，29827m2。 外墙体和屋面围护结构采用新型钢膜结构体系，该钢膜结构体系由一系列类似于细胞、水晶体的钢框架单元和ETFE（聚乙烯——四氟乙烯共聚物）充气薄膜共同组成；观众看台和室内建筑物为钢筋混凝土结构。基础形式为桩支撑基础一无梁抗水板，混凝土部分为框架一多筒体抗震墙结构，上部钢结构为新型延性多面体空间钢框架结构。设计基准期为50年，设计使用年限为100年。

二、重点技术的应用 （一）高性能混凝土 1、混凝土裂缝防治技术 泳池的抗渗防裂是本工程的施工重点之一。本工程采取以下抗渗防裂措施： （1）混凝土中粉煤灰的替代比例达到25％左右。降低了水化热，改善了混凝土的和易性。 （2）在池壁迎水面增加抗裂钢筋网，配筋为Φ4＠100，泳池底板迎水面配筋为中Φ4＠200。 （3）泳池侧壁水平向钢筋放置在竖向钢筋外侧，有利于减少池壁位置的混凝土裂缝。 （4）泳池底板和池壁混凝土施工均分为两段进行，防止一次混凝土施工过长而产生收缩裂缝。 （5）在水池的侧壁混凝土内掺加聚丙烯纤维（掺加量为0.9kg ／m），使其内部形成一种均匀的三维不定向拉结体系，增加了混

凝土的抗折强度，抑制混凝土早期塑性裂缝的产生。 （6）混凝土终凝之后，及时压光，及早浇水养护，池壁混凝土强度达到1.2MPa以上时，松动池壁模板，进行“带模养护”，向模板与己形成的池壁混凝土之间的缝隙浇水。 （7）拆模后覆盖塑料布继续深水、保水养护14天，遇干燥、多风季节养护21天。 （8）由于泳池池壁的预埋件、预留洞非常多，需提前落实好每一个预埋件、预留洞的位置及尺寸，避免由于漏埋或尺寸不对而造成的返工，从而导致混凝土池壁的渗漏。 （9）采取渗透结晶型防水涂料加柔性防水：渗透结晶型防水涂料能封闭细小裂纹，对1.0mm以内宽度的裂缝遇水后有自愈修复能力。 2、混凝土耐久性技术 （1）该工程混凝土总用量为71700m3，混凝土的使用年限达到了100年，首先设计上对混凝土原材料、配合比提出了比现行规范更加严格的规定，降低影响混凝土耐久性有害物质的含量：

北京旅游不跟团攻略(亲身体验)

北京旅游不跟团攻略（亲身体验） 本人高一暑假携朋友一人，到北京玩了8天，其中2天坐火车，一人用了才不到2000元，体会很深，也走了些冤枉路，希望这篇攻略能对读的人有些参考作用吧！ 一．火车票的购买 在暑假这种旅游旺季火车票的购买真的是不容易，这点我们深有体会，其中的方式有： A．网上购票，最方便快捷的方式，它可以提前12天买票。注意最好就是提前12天的当天买，我们当时提前了10天，硬卧的票还是没有了，只能选B方式 B．到代售点买，不同的代售点存票不一样，这家没有，另一家可能还有。 二．宾馆 推荐一家小宾馆，德海源宾馆（三环内），没啥优点，就是交通十分方便，这个优点对自由行来说还是很好的。 三．一些提醒 1.手机上应下载一个像老虎地图，google地图那样的导航软件，想去哪里，输入地点，一搜就有许多种前往方式选，很方便。 2.还可以买份北京地图 3.到北京后若待的时间比较久的话，可以考虑开一张公交车卡，因为北京的车卡用完之后钱是可以退的。 这里顺便提一下，北京公交车起步才1元，我试过坐了十多个站也才

收了我1.5元。除此之外，北京的地铁是统一只收2元的。 4.学生一定要带学生证，很多景点都可以半票！ 5.千万不要相信火车上有提前上车的服务，都是骗人的 6.在北京，不要相信铺天盖地的旅游传单 四．一些固定搭配好的景点路线（景点搭配原则:地方相近） A．一环中心一带好的景点可以一天搞定！（别在星期一） 1.一早乘车到景山公园（附近很多公交站）游玩，（景山公园好玩的地方在于你要登上最高的大殿，从大殿可以看见故宫全景，甚至可以说整个北京，风景确实美不胜收，其他的就没什么了） 2.之后可以沿着城墙走向故宫前门（只有前门开放）,城墙下有好多北京风味的小饭店，价格都不贵。游完故宫之后可以去天安门广场照些相片。 3.下午大概2，3点，去国家博物馆。（此时排队的人最少，最好带把伞排队也不用晒，但注意要凭身份证免费领票，博物馆3：30便停止发票，5点闭馆）看两三个小时够了。 4.大概5点了，去前门大街逛逛。里面有好多当地风味饭店，还有很多特色小吃，都不贵的哦，吃完还可以到大观园（中国电影起源地）看场电影，缓解一下一天的疲劳吧！ B．北大清华一天 1.可以乘地铁到圆明园站下，先游玩圆明园。 2.从圆明园东出口出来后，附近有个公交车站，搭两三个站就可以到

膜结构水立方的分析

建筑结构选型结课论文 姓名：谢昆柱 学号：1401102-07 所在院系：建筑与城市规划学院 学科专业：城乡规划 指导教师：张弘 日期：二零一六年十二月二十五日

对于膜结构建筑——“水立方”的分析 膜结构在国内的应用晚于国外近50年，但近十几年来，膜结构在国内的应用发展速度高于世界任何地区。目前，膜结构已广泛应用于大型体育馆，展览中心，航空和铁路交通，文化娱乐等公共建筑中。 膜结构是一种古老的结构型式，它具有轻盈，纤薄，柔软的质感，与传统的混凝土有明显的区别，常常能给人以耳目一新的艺术感受。膜结构属于柔性材料，膜材本身的受弯刚度几乎为零，但通过不同的支撑体系可以使薄膜结构承受张力，从而形成具有一定刚度的稳定曲面。膜结构能够从根本上克服传统结构在大跨度建筑上实现所遇到的困难，可建造出巨大，明亮，无遮挡的可视大空间。膜结构突破了传统的建筑结构形式，可形成各种自由空间曲面，不重复，多变化。这也是薄膜结构更具有艺术性的一个原因。例如在上海世博会世博轴膜屋面正是应用了这种特性，才建出了轻质大跨度的结构。除了这些在建筑结构上的特性，还有以下在物理与在实际生活上的特点。 <1>具有优良的力学特性。膜结构的受力为单纯受拉，膜材只承受沿膜面的张力，因而可充分发挥材料的受拉性能。它是跨度重量比最大的一种结构，且单位面积的结构自重与造价不会随跨度的增加而明显地增加。 <2>膜结构透光自洁，减少能源消耗，降低维护费用。膜结构是半透明的织物，透光率一般可达4％~16％，能够满足大跨度建筑在平时使用时利用自然光的采光要求，白天几乎不需要人工照明。但是冬季

太阳光对于膜结构屋盖内部的气温升高效应不大，而夏天却相反，膜结构的室内气温比室外高出5—10度，有时会使人感到明显的不适。因此，膜结构多采用反射能力强的淡色材料。 <3>使用范围广，可拆卸，易运输。从气候条件看，它适用于广阔的地域；从规模上看，可以小到花园小品，大到覆盖几万，几十万平方米的建筑。膜结构可作巡回演出，展览等临时建筑，其拆卸和安装所需时间短。 综上所述，膜结构建筑外观雅致飘逸，空间开阔灵秀，结构轻盈，透光阻燃，经久自洁，安装快捷，节能建耗，造价适中，维修简便。但是膜结构也有缺点，主要就是耐久性较差，早期的织物薄膜不仅强度低而且只有5~10年的寿命，因此膜结构常常被认为只能用于临时性建筑。虽然由于近年来高强，防火，透光，耐久性好，性能稳定的膜材的出现和应用，膜结构的设计寿命可达20年以上。而膜结构存在的另一个问题是，由于薄膜张力的连续性，局部的破坏就会造成整个膜结构垮掉。此外，膜材隔声和隔热效果较差，也限制了膜结构的应用范围。 在中国有一个膜结构的完美体现——水立方。“水立方”是世界上最大的膜结构工程，除了地面之外，外表都采用了膜结构———ETFE 材料，蓝色的表面出乎意料的柔软但又很充实。“水立方”不仅是一幢优美和复杂的建筑，她还能激发人们的灵感和热情，丰富人们的生活，为人们提供记忆的载体。因此设计中不仅利用水的装饰作用，同时还利用其独特的微观结构。采用在整个建筑内外层包裹的ETFE膜

土木工程鸟巢水立方实习报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除土木工程鸟巢水立方实习报告 篇一：北京建筑实习报告 北京暑假实习报告 目录 一、前言............................ 二、实习内容及目的.................... 三、典型实习案例认识与分析............................31故宫................................... 3.2天坛.................................... 3.3颐和园........................... 3.4圆明园........................... 3.5国家体育馆——鸟巢........................... 3.6国家游泳中心——水立方........................... 3.7国家大剧院........................... 四、实习总

结.......................................... 第一部分前言 1绪论北京建筑认知实习报告 北京是我国的文化与政治中心，她既是一座充满魅力的古城，又是一座活力四射的现代化城市，因此，这里的建筑也就十分的具有代表性，既包括我国传统的古建园林，如故宫，恭亲王府，颐和园，天坛，又有大量现代化的建筑，这其中更不乏大师的作品，如雷姆.库哈斯设计的中央电视塔,保罗.安德鲁设计的国家大剧院,赫尔佐格与德梅隆参与设 计的鸟巢。这次通过对北京建筑的参观与分析，对于我们对建筑认知水平的提高和提升自我的审美 水平是大有裨益的，与此同时，又能开拓我们的认知空间，为将来的设计之路打下一个好的基础。 2时间20XX·7·4——20XX·7·12 地点北京 第二部分学习内容及目的 1参观内容 参观天安门广场，国家大剧院，故宫，天坛，长城，颐和园，景泰蓝制作中心，奥林匹克公园（鸟巢，水立方），北京城市规划馆，圆明园遗址。自己参观的有中国科技馆，中国国家博物馆，中国科技馆，清华，北大校园等。 2实习的性质和目的

水立方的设计思想及结构CHRIS作

自然的魅力——“水立方” 2008年北京奥运会标志性场馆之一——国家游泳中心，[1]具有巧夺天工的设计、纷繁复杂的结构、简洁晶莹的造型，蕴含着先进的绿色科技，凝聚了中国人的智慧和自主创新的勇气，极好地体现了北京奥运会“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”的三大理念。这一切，使得天蓝色的“水立方”成为世界建筑史上的标志性建筑，英国《卫报》发表文章称其为“理论物理学的杰作”[2]。 “水立方”的建筑灵感源于对肥皂泡的形学和力学特性的研究成果。肥皂泡在生活中是再常见不过的了，在孩提时代，几乎每个人都有吹肥皂泡的经验。但并不是所有的人都知道肥皂泡里蕴含着很深的学问。它那极其脆弱的几何结构的对称性，以及既非固态也非液态的力学特性，使无数物理学家和数学家着迷。正如开尔文（Ｋelvin）所说：“如果你吹一个肥皂泡并进行观察，你可以对它进行一生的研究并能从中获得一个又一个的物理规律。”[3] 普拉托规则 肥皂泡总是试图最小化它们的表面积，以使它们的表面能量最小化。对于一个孤立的肥皂泡，最佳的表面就是一个球面。公元320年，亚历山大的帕普斯（Pappus）首次对肥皂泡的球状结构进行了数学分析。1884年，德国数学家施瓦茨（H. A. Schwarz）用微积分对此给出了严格的证明。然而，肥皂泡的问题远没有彻底解决，如当两个或多个肥皂泡聚集在一起，它们的结构又会如何呢？ 1840年，比利时物理学家普拉托（J. Plateau）对最小表面积问题着手进行实验研究，实验始于一次偶然，他的一个仆人把油溅到了盛有水和酒精的容器中，普拉托注意到油在混合物中呈现完美的球形，后来他改用肥皂溶液和甘油并把蘸湿的线框放入其中进行实验。在一系列实验之后，普拉托于1873年指出，当肥皂泡沫聚集到一起时，它们以三个侧面成120°连接在一起，一次聚集4个皂泡，在每一个角点上有4条边交汇，它们形成的四面角大约为109.47°。这即是著名的普拉托规则（Plateau rule）。 普拉托的结论如此简单，连他自己都感到吃惊，他说：“……这些规则使得我们得到一个非常值得关注的结论：那些香槟、啤酒和肥皂水中的泡沫很明显是液体薄膜的结合体……因此，尽管泡沫在人们看来是极其易变的，但它一定会受到以上规则支配的。”[4] 开尔文问题 麦克斯韦提出电磁辐射理论，认为光是电磁波，赫兹实验也表明电磁波具有光的一切性质。1900年前后，物理学家确认光是一种电磁波。根据经典力学，波动是需要有介质的，为了