对话朱忠义：中国设计撑起卢塞尔体育场“钢筋铁骨”

• 站在全面深化改革开放的新历史起点，高质量发展已成为全面建设社会主义现代化国家的首要任务，也是中国式现代化的本质要求之一。高质量发展下，中国建筑建造领域正在为经济社会发展提供重要支撑，为人们对美好生活的向往提供重要支撑。
• 发展不止步，在“精工建造”“中国高度”持续强化的今天，《中国房地产报》推出“第二届中国建造匠心传承致敬礼”系列报道，弘扬“工匠精神”，汇聚时代力量，在新时代新征程上共同推动高质量发展。

本期嘉宾：朱忠义

全国工程勘察设计大师

北京市建筑设计研究院有限公司总工程师

他是一位自称“给建筑做骨架”的人。他参与设计了卢塞尔体育场，这是中国企业首次以设计施工总承包身份承建的首个世界杯主场馆，也是中国企业首次担当世界杯主场馆结构设计；他也是中国天眼反射面主体支撑结构的设计者，率领团队完成大跨度结构技术创新与工程应用；他还是绵阳九洲体育馆的设计者之一，让九洲体育馆成为2008年汶川地震中屹立不倒的“诺亚方舟”，在大地震中庇护了上万人……

他就是朱忠义。20多年来，他目睹并见证了中国空间结构发展，也参与了中国在空间结构领域的“大国崛起”。在荣誉登顶之时，朱忠义并未止步，他希望通过更多的技术创新实现建筑和结构的完美融合。

中房报记者 苗野 北京报道

夜幕下，波斯湾旁的卢塞尔体育场，犹如一个闪闪发光的“大金碗”，熠熠生辉。

这个建筑面积19.5万平方米的“金色之碗”，被誉为卡塔尔世界杯“皇冠上的明珠”，它是中国企业首次以设计施工总承包身份承建的首个世界杯主场馆，也是中国企业首次担当世界杯主场馆结构设计。

2022年11月21日，全球正式进入“世界杯时间”，32支国家队在这里集结， 为梦想中的“大力神杯”而战。28天64场比赛中，全世界不仅看到了球场上的精彩竞技，还有世界杯背后诸多中国科技和中国元素。

“能跻身世界最重要的体育赛事，挑战并完成超级工程，展现中国设计实力，虽是一段艰辛历程，但当看到它惊艳世界时也很自豪。”卢塞尔体育场大跨度结构设计负责人朱忠义说。

朱忠义，全国工程勘察设计大师、北京市建筑设计研究院有限公司（以下简称“北京建院”）总工程师，2月中旬，在北京建院礼士书房，他向记者分享了卢塞尔体育场亮相世界背后的设计历程和技术创新故事。

除卢塞尔体育场之外，他还参与过20余项大型工程的复杂钢结构和隔震设计：他是中国天眼反射面主体支撑结构的设计者，率领团队完成大跨度结构技术创新与工程应用；他是绵阳九洲体育馆的设计者之一，让九洲体育馆成为屹立不倒的“诺亚方舟”，在大地震中庇护了上万人；他服务“双奥”，带领团队攻克了大兴机场航站楼新型结构体系和巨型隔震结构等诸多技术挑战，突破了国家速滑馆建设的复杂索结构体系构建的技术瓶颈。

大兴机场航站楼。受访者供图

对于这些工作，他通俗地称为“给建筑做骨架”，他是一名大型工程“塑骨”人。

“建筑背后，离不开的是结构给予的牢牢支撑。作为一名主攻大跨度结构的工程师，就是给这个建筑做一个‘骨架’，要认真把结构设计做安全，把结构工程做经济。”朱忠义说。

与卡塔尔世界杯同步，朱忠义和他的团队也承接了一些国内大型体育场设计，如国内第一座按照世俱杯办赛要求设计的济南黄河体育中心足球场，以及为2023年亚洲杯比赛专用的大连梭鱼湾专业足球场等。

“这些项目背后是北京建院在专业足球场和其他体育建筑设计领域几十年如一日的深耕与积淀。”朱忠义说，我始终相信只要敢于迎接挑战、持续创新，才能设计出更安全、更合理的结构，也才能让更多的中国设计走向世界舞台。

梦想成真

2022年卡塔尔世界杯卢塞尔体育场（大金碗）。受访者供图

见到我们时，朱忠义刚刚结束上一个会议。在北京建院工作这么多年，他都在忙碌中度过，经常与团队就工程中某个技术难题探讨到深夜。

“我喜欢这样的工作节奏，也愿意全身心地投入到这份事业。”朱忠义笑着说。

采访从他的设计团队与卡塔尔世界杯结缘谈起。

“卡塔尔世界杯非常精彩，当梅西举起大力神杯的那一刻，我的内心也无比激动。”朱忠义说，更令我自豪的是，梅西、C罗这些足球巨星是在我们设计建造的球场上为世界球迷带去了精彩的足球盛宴，可以自信地说，中国设计、中国智造已经站上了世界舞台。

2016年，卡塔尔世界杯卢塞尔体育场国际招标进入竞标阶段，朱忠义带领的北京建院团队，在招投标方案设计中克服结构空间受限、复杂索膜结构形态控制困难等技术难题，一举在与世界各国优秀设计机构的激烈竞争中脱颖而出，成功中标承担了卢塞尔体育场最复杂的系统——主体钢结构和屋顶索膜结构的方案调整、初步设计和施工图设计。

“这个项目是中国工程师走出国门，真正与国际团队联合设计完成的超级工程。”朱忠义感慨颇深：在投标阶段，我们就提出了七种结构优化方案，不仅对每一种方案进行了分析计算，还给出了详细的优劣分析。

如在结构体系、设计方法上进行了大量技术创新，并在设计中采用了深度达LOD350的BIM技术，确保了卢塞尔体育场壮观绚丽的建筑外形和满足世界杯要求的高标准功能的实现。

酷似一个“大金碗”造型的卢塞尔体育场也给建筑设计带来了巨大挑战。

卢塞尔体育场是目前世界上最复杂的索膜结构体系，也是世界上跨度最大的索网屋面单体建筑。体育场屋顶呈马鞍形，跨度达278米，屋面有76.6米高，这个索网屋面在同类型索网体系中跨度最大、悬挑距离也最大，结构复杂程度不亚于“天眼”。

如何为体育场打造安全高效的“骨架”？朱忠义给出的答案是：针对卢塞尔体育场大跨度马鞍形屋顶，整体设计采用了由主索桁架、次索系和膜结构等组成高效索膜结构体系。

“其实这也是自我挑战的一个过程。”朱忠义介绍，这种索膜结构受力效率高、布置简洁，但设计时需要进行形态分析，既要使索、膜组成的柔性体系稳定在建筑造型所需要的位形上，又要使结构具有足够的承载能力和经济性，同时在设计中还要考虑曲面带来的非线性效应。

为此，朱忠义带领团队开发了一套综合形态分析方法，圆满解决了复杂索膜结构的关键技术问题，让“马鞍”优雅稳固的同时实现了低碳建造，节省用钢量超12000吨，缩减了40%的钢结构造价。

经过2000多个日日夜夜上百名工程师的不辞辛苦，终于迎来了卢塞尔体育场的完美竣工。卢塞尔体育场不仅擦亮了“中国建造”的金字招牌，也是中国技术与世界需求的一个融合范本。

设计灵感来自卡塔尔传统金碗和珐琅灯笼纹饰，呼应阿拉伯和伊斯兰世界艺术、工艺黄金时代的卢塞尔体育场已成为波斯湾旁的新地标，迎接着世界的瞩目。

“看到一座全球跨度最大、设计标准最高的世界杯主场馆在沙漠中拔地而起，从图纸走进现实，有一种梦想成真的感觉。”朱忠义说。

“生命之舟”与“中国天眼”

中国天眼。受访者供图

与大多数工科出身的工程师一样，朱忠义对建造强国有着自己的执着和理解。

大学期间主攻土木工程专业的他，因为一门“大跨空间结构”的选修课，对构筑空间结构之美产生了浓厚兴趣，他毫不犹豫地选择去了浙江大学建筑工程学院攻读大跨度空间结构专业，师从我国空间结构奠基人之一的董石麟院士。

这既是朱忠义对职业方向的选择，也是对梦想的回应。数十年，朱忠义坚定地走着自己的路，致力于大跨度结构和复杂结构的设计研究，在一个又一个国内外重大工程中，留下了足迹。

当我们谈到他在大跨度空间结构领域的地位时，朱忠义笑着说：“我只是一名普普通通的结构工程师。”

2003年，朱忠义把保证建筑安全作为重中之重，建成了当时全国拱形体育馆中跨度之最的建筑——绵阳九洲体育馆，这也是20年来朱忠义最难忘记和时常提起的设计。

“当时，这个体育馆的抗震设防烈度是6度，但考虑到它的重要性，我们就想万一有突发情况这个结构会不会倒塌？工期紧任务急又赶上雨季，会不会影响体育馆的工程质量？”朱忠义很不放心，在九洲体育馆屋顶结构施工时，现场还没有搭建临时楼梯，他就跟随施工人员，顺着中间的大拱一段一段爬过去，检查焊缝有没有焊好、钢梁有没有对齐，仔细对关键部位逐一检查。

他说，“当时建设环境虽然艰苦，但我必须上去看一看，心里才能踏实。”

九洲体育馆。受访者供图

2008年，“5·12”汶川特大地震来袭，九洲体育馆经受了主震考验，安然无恙，成为当地最大的抗震指挥和灾民安置中心。但随着余震不断来袭，大家的心情更为紧张，朱忠义全面考虑各种可能出现的情况，对关键部位逐一筛查，反复验算。在主震和上万次余震的考验下，九洲体育馆结构表现完好，保证了上万在此避难群众的生命安全。很多人将九洲体育馆称为“生命之舟”。

在世界最大的“天眼”工程中，朱忠义也遇到新的挑战。

由中国自主设计建造的500米口径球面射电望远镜（FAST），是世界最大、最灵敏的单口径射电望远镜，被誉为“中国天眼”，朱忠义是FAST主动反射面主体支撑结构设计负责人。

“平时我们设计的建筑结构要求的是稳定，但FAST完全不同，它是一个巨大的科学仪器，要满足科学观测的要求，需要一个主动变位的结构，同时精度要特别高。”朱忠义说。

但FAST位于地质、地貌复杂的喀斯特洼地，圈梁支承柱高度在3米至50米不等，导致结构和基础受力复杂，圈梁温度作用明显。

这是朱忠义和团队要解决的最大难题，怎么把圈梁和柱子连接起来，受力更均匀，同时能释放温度的影响，自由地膨胀收缩。另外，FAST反射面需要朝不同的方向变位。

“之前从来没有过这样的设计。”朱忠义记得，为了解决这些问题，设计方案经过一年多的打磨，才最终成形。

他创造性地提出，将柱子与圈梁隔开，通过一个径向可动支座进行滑动释放，同时提出考虑结构主动变位或具有多个目标形态的索网分析方法，发明了满足力学模型的相关产品，解决复杂山区环境对结构受力的影响，同时减小索网变位过程中应力变化幅，让FAST反射面变位更加灵活。

“已故的FAST首席科学家南仁东老师当时听到这个方案后很兴奋，我至今都记得他对我们说，‘这就是我心目中的方案’。”朱忠义感慨道。

FAST项目之后，朱忠义又参加了中科院高能物理所在广东江门的中微子探测器主支撑结构设计。

“结构工程师是给建筑物做骨架的，但中国天眼这个工程拓展了结构工程师的从业领域和范围，也让我们的技术设计从静态索网提升到了动态索网的应用，还是还挺自豪的。”朱忠义表示，最终我们把当初的构想几乎完全一样地展现在了大家面前。

20多年来，朱忠义目睹并见证了中国空间结构发展，也参与了中国在空间结构领域的“大国崛起”。在荣誉登顶之时，朱忠义并未止步，他希望通过更多的技术创新实现建筑和结构的完美融合。

此刻的朱忠义嘴角带笑，眼中有光。

对 话

朱忠义：科技赋能建筑业是大势所趋

全国工程勘察设计大师、北京市建筑设计研究院有限公司总工程师朱忠义。受访者供图

中国房地产报：卢塞尔体育场让中国设计走向了世界，在这当中您最大的收获是什么？

朱忠义：我最大的收获就是自信。尽管近年来国内优秀建筑工程不断涌现，但国际舞台上“中国设计”的身影还很少，卢塞尔体育场是中国设计师践行“走出去”战略，打造“中国设计”品牌迈出的重要一步。

中国房地产报：您最满意的作品是哪一个？有遗憾的是哪一个？

朱忠义：中国“天眼”、绵阳九洲体育馆、卢塞尔体育场，这3个项目给我留下的印象最深。

中国房地产报：做这些项目设计反复调试、测算时难吗？是不是很枯燥？

朱忠义：我倒没有觉得枯燥，因为大跨度空间结构比较灵活，它有很多的网格形式，有很多的建筑造型，还有很多的曲面造型，可以充分发挥自己想象力的空间比较大。结构要讲究安全实用，建筑要讲究美观，当你的作品真正实现建筑和结构完美融合时，还是挺有成就感的。

中国房地产报：将科技融入更多的场馆建设中，还有哪些技术创新可以突破？

朱忠义：国内外都建设了很多大型场馆，外观很漂亮，功能也很齐全，但很多地区不可能长期举办国际性赛事或全国性赛事，以后应该建一些规模不大、方便安装拆卸、可以重复利用的场馆，这样各地区间就可以租赁使用场馆，既经济又实用，我觉得这样的场馆也是我们的一个技术方向。

中国房地产报：您说“工程越大，责任越大”，这是不是也代表着您心中的“工匠精神”？

朱忠义：首先你要热爱自己的专业，并把它做到精益求精。从结构工程角度来讲，做安全、做实用、做经济，是工匠精神一个最主要的体现。另外，不能墨守成规，要不断积累创新，通过科技创新让建筑更加现代化，科技赋能建筑业已是大势所趋。

中国房地产报：您认为你们这一代身上的历史的责任与使命是什么？

朱忠义：作为一名普通的结构工程师，能参与诸多重大工程的建设，得益于国家的蓬勃发展，得益于时代的进步。未来，我会继续发扬精益求精的工匠精神，设计更加安全可靠的建筑作品，结合工程建设进行科技创新，推动行业发展。