近日，英国皇家结构工程师协会（The institution of structural engineers简称IStrucE）在英国伦敦举办了2024年世界结构大奖颁奖典礼，上海体育场世俱杯改造项目入围2024年世界结构大奖，是上海院首个原创入围的项目。
©IStrucE
英国皇家结构工程师协会（IStructE）是当今世界规模与影响力最大的结构工程师协会之一。1968年该协会创办了世界结构大奖（The Structural Awards），旨在表彰世界范围内最前沿与最杰出的工程项目。
获奖证书
项目简介
改建前鸟瞰图
上海体育场，又称“上海八万人体育场”，建筑面积达13万平方米，建成于1997年，是第八届全运会主会场。在国家体育场（鸟巢）建成之前，上海体育场一直是中国规模最大、功能最齐全、设施最先进的大型综合性体育场。
2020年，作为徐家汇体育公园建设的核心环节，上海体育场改造升级开启，扩大了观众席规模，增加了体育、娱乐的互动设施，跻身国内建设标准最高的体育场行列，焕发新的活力与辉煌。
改建后鸟瞰图
改建后夜景
改建后内场实景
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项目结构设计创新点
1.国内首个在悬臂结构上利用轮辐式索承结构体系对既有结构进行悬挑延展的空间结构项目
屋盖钢结构需在原最大悬挑65米的基础上，向内场增加16.5米的悬挑，以满足看台被屋盖全覆盖的需求，总悬挑跨度最大达81.5米。新增的结构体系，应尽可能做到轻质，以减小对既有结构的影响，减少加固量。与增加刚性桁架和增加顶部吊索两个方案进行综合对比后，选取了在既有结构底部增加轮辐式索承结构体系的方案。通过在原结构南北向外侧和东西向受力较小的中环增加局部杆件，形成一个闭合的、平面投影上接近椭圆的受压环桁架。在内环桁架下方增设一圈环索，环索顶部设置V形飞柱，分别连接于内环桁架和新增内挑结构底部。环索与受压环间设置径向拉索，将竖向荷载传递至压环，形成封闭的力流，同时缩短了传力路径，减小了对原结构的影响和加固量，高效地实现了结构的悬挑延伸。
改建前结构体系
利用轮辐式索承结构体系进行悬挑延展
轮辐式索承结构体系传力路径
2.首次探索在高应力状态下对钢管杆件和相贯节点进行焊接加固，共进行了6个大类，近20项试验
原屋盖已使用20余年，内环桁架和外环桁架部分出现了锈蚀现象（锈蚀量约10%~20%左右）。新增16.5m悬挑后，原结构中承载力不足的杆件，需要进行加固。由于原结构无法完全卸载，不可避免地需要在负载状态下进行焊接操作。高应力杆件焊接过程中的热影响，可能导致原有杆件失效或产生不可逆的变形，从而对结构的后续使用产生不利影响。
针对承载力不足的杆件，提出外包套管的加固方案：在需加固杆件外侧设置外包套管，套管至少由两个管片组成，管片件通过焊缝连接。对于强度不足杆件，外包套管需伸入节点区域，并与主管进行焊接；对于稳定不足的杆件，外套管不伸入节点区域。
(a) 强度不足
(b) 稳定不足
杆件承载力不足加固形式
针对原有结构中部分相贯节点承载力不足，结合理论分析和试验研究，经过多轮方案的比选，提出了相贯节点碳纤维加固、鞍板加固、外包钢骨骼和外加劲肋加固方法，适应原相贯节点不同的受力形式和后续承载力需求。
碳纤维加固方案
K型节点的鞍板加固方案
K型节点的外包钢骨骼加固方案
节点试验加载装置
钢管节点受压支管轴力-
主管管壁变形曲线
3.提出全机械加工焊接环索索夹节点
采用热轧钢板+机加工索槽，完全摆脱了传统索夹对品质不稳定的铸钢的依赖，节点可靠性大为增强，节点用钢量大幅降低。
5.屋盖新增体系围护层
采用单层ETFE膜，底部间隔750毫米设置细索，保证单层膜的面外刚度。在屋面下方增设LED天幕，营造更为沉浸的观赛氛围。
天幕效果展示（演唱会实拍）
结语
主会场
上海院领奖团队
上海在体育方面着重打造“国际体育赛事之都、国内外重要的体育资源配置中心、充满活力的体育科技创新平台”的发展目标，使得上海体育场站在更高的历史起点上，重新焕发城市的功能，重新成为面向未来的新地标，既能满足服务于广大市民的健身娱乐的日常需求，又能够举办重要的顶级国际赛事，相信这将会在上海的城市发展史上，留下浓墨重彩的一笔。
本次入围IStructE世界结构大奖，感谢所有参建团队的努力付出。
万体馆：1975年竣工，当时国内最大的综合体育馆
相隔50年，上海院体育建筑团队再次集合在万体馆
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上海体育场世俱杯改造项目
建设单位：上海久事体育资产经营有限公司
设计总包：上海建筑设计研究院有限公司
施工总包：上海建工一建集团有限公司
钢结构施工：上海市机械施工集团有限公司
风洞试验：同济大学、华建集团技术中心
节点试验单位：同济大学、东南大学、上海市机械施工集团有限公司
供稿：结构设计院、第二建筑设计院
撰稿：高峰、张士昌、史炜洲、江瑶
编辑：王伯豪
审核：徐晓明、唐壬、张菁
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