哈爾濱萬(wàn)達茂室內滑雪場(chǎng)，建成后將成為全球最大的室內頂級滑雪場(chǎng)。在這里可以體驗“窗外烈日炎炎，窗內白雪皚皚”的神奇感受。透過(guò)極具視覺(jué)沖擊力和感染力的外觀(guān)， 其內部的結構構造和設計難度非常大,下面帶你一起解密。
“窗外烈日炎炎，窗內白雪皚皚 。”在哈爾濱萬(wàn)達茂室內滑雪場(chǎng)里可以親身體驗這種奇特的感受，這里常年保持適宜低溫的高舒適性，滿(mǎn)足我們隨時(shí)和冰雪親近的運動(dòng)及娛樂(lè )需求，隨時(shí)體驗在雪上飛起來(lái)的感覺(jué)。
哈爾濱萬(wàn)達茂室內滑雪場(chǎng)，建成后將成為全球最大的室內頂級滑雪場(chǎng)?？偨ㄖ娣e為8.6萬(wàn)平米，其中雪面面積約6.4萬(wàn)平米，約是迪拜雪場(chǎng)的3倍，建成后將完勝迪拜室內滑雪場(chǎng)成為全球第一。
透過(guò)極具視覺(jué)沖擊力和感染力的外觀(guān)，其內部的結構構造和設計難度非常大，國家首席超限專(zhuān)家們定義其為“大型復雜超限高層結構”。
下面帶你一起解密結構設計上的九大難點(diǎn):
1.超長(cháng)超大跨度建筑
作為全球最大室內滑雪場(chǎng)，最大長(cháng)度為487米（迪拜室內滑雪場(chǎng)為400米），最大寬度為150米（迪拜室內滑雪場(chǎng)為60米），屬于超長(cháng)超大跨度結構。
為避免結構超長(cháng)，結構設縫分成三個(gè)區域，并與其周?chē)纳虡I(yè)裙房脫開(kāi)，簡(jiǎn)化結構受力的復雜性。其中東區是三區中最為復雜和獨特的部分，東區滑道層樓面結構僅由兩根V形巨柱支撐，側面大桁架及屋面結構均支撐在滑道層樓面上。巨型柱結構中心尺寸為13.5米，樓面桁架結構中心線(xiàn)間距為10米，屋面桁架結構中心線(xiàn)間距為8米。西區和中區為橫向桁架、縱向框架的結構體系，上部鋼結構可以看成無(wú)柱間支撐的門(mén)式剛架結構體系，下部混凝土為框架結構。
2.獨特的流線(xiàn)造型
為了飛起來(lái)的感覺(jué)，順應滑雪功能的需要，雪場(chǎng)擁有異型流線(xiàn)的曲線(xiàn)造型。這給結構設計帶來(lái)極大的難點(diǎn)，質(zhì)量中心和剛度中心距離較大，結構不穩定，受扭嚴重，成為扭轉不規則體系。結構設計通過(guò)調整巨柱位置,減小巨柱間距，來(lái)減小質(zhì)量中心與剛度中心之間的距離，使偏心率由0.25減小為0.14，滿(mǎn)足0.15的規范要求。
3.最高單層大跨度建筑
總建筑高度為119.66米，單單V形支撐柱的高度就有87米，總高超過(guò)了“神舟十號”飛船和火箭總裝廠(chǎng)房的93.5米，相當于40層大樓的高度，戴上了亞洲最高的單層建筑的桂冠。這種特殊類(lèi)型的高層建筑給結構設計和安裝帶來(lái)了極大的困難。
首先，雪道最大高差達到了87米，兩側水平剛度差異很大，117米超長(cháng)雪道樓面存在近30度的傾角，樓板設計難度很大。其次，結構總用鋼量約為4.2萬(wàn)噸，超過(guò)鳥(niǎo)巢的用鋼量。
4.基礎設計難度大
結構不規則引起的各區域各部位反力不均，巨型框架柱(V形柱）支座反力集中，超大跨度基礎抗水平力問(wèn)題等。
基礎設計利用變剛度調平理論，使布樁中心和荷載中心趨向重合，盡量減小基礎偏心。筏板基礎代替獨立柱基礎，減小應力集中，并結合不同部位的不同特點(diǎn)，分別運用抗水平力樁及水平拉梁抵抗和平衡水平力。
抵抗和平衡水平力方式
5.異型超常規節點(diǎn)設計
大跨度鋼結構一般用于屋面設計，用于樓面的并不常見(jiàn)，雪面荷載約為常規樓面荷載的4倍，屬于重載大跨度結構。結構構件尺寸及節點(diǎn)尺寸超大，而且種類(lèi)繁多，關(guān)鍵節點(diǎn)多達20余種，空間關(guān)系復雜，節點(diǎn)受力大，無(wú)規范可依。
節點(diǎn)設計通過(guò)Midas Gen和ABAQUS程序對關(guān)鍵復雜節點(diǎn)進(jìn)行有限元分析，仿真模擬節點(diǎn)的受力和約束邊界條件，得出節點(diǎn)區域各節點(diǎn)板真實(shí)的應力狀態(tài)，對節點(diǎn)優(yōu)化或補強提供合理的建議，既保證了復雜節點(diǎn)的安全，又避免無(wú)依據地加強節點(diǎn)，節約成本。
節點(diǎn)優(yōu)化設計
6.復雜的室內功能及空間關(guān)系
滑雪場(chǎng)不僅僅有它華麗的外表，內部更是一番新天地！多條不同坡度等級、直彎道變化的雪道，最長(cháng)雪道近500米；山頂設有餐廳、山坡設有咖啡廳，山下設萬(wàn)米嬉雪樂(lè )園和童話(huà)城堡，與商業(yè)街開(kāi)窗互動(dòng)，再加之雪場(chǎng)內部索道、魔毯等運輸設備與冷風(fēng)機吹雪機等造雪設備，玲瓏滿(mǎn)目。復雜的標高關(guān)系，特殊的荷載要求，結構專(zhuān)業(yè)又是怎樣應對的呢？
結構專(zhuān)業(yè)全程運用空間建模軟件，空間計算軟件、空間加工軟件，并與Revit軟件實(shí)現無(wú)縫對接，BIM的運用不僅解決空間碰撞問(wèn)題，為結構設計優(yōu)化、施工模擬分析提供了強有力的平臺。
學(xué)道復雜空間關(guān)系
館內娛雪項目
7.對抗低溫 鋼結構性能研究
哈爾濱冬季嚴寒，氣溫可下降到-40℃，雪場(chǎng)的特殊功能使保溫體系置于鋼結構內側，加之高強度鋼材和厚鋼板使鋼結構脆性斷裂問(wèn)題尤其突出，研究低溫下鋼材性能及低溫對鋼材的影響勢在必行。
8.防倒塌設計精細
采用“拆除構件法”對西區跨中柱及東區巨柱進(jìn)行防倒塌分析，并采取措施對結構進(jìn)行防倒塌設計。
9.節能減排 綠色建筑
首先，在方案階段由單斜柱支撐優(yōu)化為V形柱支撐，經(jīng)計算，這次優(yōu)化共節約鋼材1萬(wàn)噸、基礎混凝土及預應力混凝土近1萬(wàn)噸。
其次，在西區和中區沿縱向框架上下層之間設置粘滯阻尼器，形成良好的耗能機制，有效地減小了結構變形，使重要結構構件“大震不壞”，抗震性能高于國家標準。同時(shí)，減小了構件的尺寸，節約了鋼材。實(shí)現了結構設計上的綠色建筑，對節能減排有著(zhù)十分重要的意義。
目前，哈爾濱萬(wàn)達茂室內滑雪場(chǎng)已經(jīng)進(jìn)行首次造雪試驗，2017年6月30日將耀世開(kāi)放。這個(gè)夏天，讓我們期待與冰雪結緣，體驗飛一般的感覺(jué)。