水立方制作时提出的是一个多面体刚架布局，属于空间布局范畴。在这个范畴，浙江大年夜学倒是天下最强的院校，具有了海内最顶尖的专家之一中国工程院院士董石麟。
    “接到任务时，只看到计划师供应的计划计划图，要将水立方计划成一个个气枕围护的空间布局体系。”董石麟的门生、浙江大年夜学博导赵阳说，国表里之前也没有近似的修建，修建计划师提出的新理念能不克不及应用到实际的修建，特别是要符合房屋制作安然利用年限，内心并没有底。
    但是，图纸上水立方的造型勾引力很大年夜，谁都没有轻言摒弃。作为水立方布局科研攻关团队的卖力人，董石麟带着成员一次次地来回北京、杭州，寻求冲破的方式。
    水立方是2008年1月完工。时隔3年，才因为制作技术立异与实践拿到国度科技提高奖，主如果奖项本身对工程类项目标请求，为了查验工程质量的安然可靠性。水立方项目恰好赶上这个时候节点。
    “每幢房子制作时都会建立数字化模型，经由过程计算机计算出布局受力、利用材料等，为实际制作供应根据、准确的数据。”赵阳说，布局阐发的最终目标，就是要知道如何把这些气枕经由过程刚架支持起来，并且要做到百年风吹不倒、抗震的修建。要达到这个目标，就必需先建立起一个阐发模型。
    假定是一个普通的修建，外不雅不会庞杂，也就是简略的横平竖直。赵阳说，但是，当修建目标外不雅布着多少不法则的气泡的水立方时，平常平凡修建布局阐发时利用的建模软件底子不克不及用，只能重新开辟一套合适水立方的体系。
    董石麟说，最初拿到的水立方的布局模型，是经由过程图形建模完成的，每次点窜模型须要谙练人员花7天时候才干完成，并且会构成积累偏差。为办理这一问题，他带领着团队建立了精准率极高的“新型多面体空间刚架多少构成数学模型”，开辟了数学剖析的嵌填式建模技术，实现了8分钟建模，并且无积累偏差。
    赵阳说，支持水立方外不雅气枕的多面体刚架布局，是理论物理学的气泡理论在修建范畴的初次应用。
    当气泡理论与修建布局相结应时，新的问题又摆在了董石麟团队面前。

    赵阳介绍，水立方外不雅有3600个大年夜小不合的气泡，也就是专业上所说的ETFE（聚氟乙烯）气枕。
    “还是利用气泡理论，将一个个多边形立体化，共构成6000多个节点。每个节点只用4根钢管来支持。”赵阳解释，一样平常空间布局的每个节点起码有6根钢管，但是，因为利用了基于气泡理论的多面体刚架，每个节点只有4根钢管，不然就不克不及构成气泡了。这就造成节点的受力环境特别庞杂。“这是在环球都没有可以参考的技术。颠末许多轮的尝试，我们团队提出了庞杂受力焊接空心球节点的计划方式。”
    董石麟说，这一空间网格布局技术，弥补了国表里空白，直接应用于水立方计划，并且还被国度行业尺度《空间网格布局技术规程》所采取。
    说到构成多面体刚架的2万多根钢管，赵阳解释，站在水立方外看到的许多气泡边条，那不是钢管，而是气枕充气后的密封装潢材料。支持全部水立方的钢管地位埋没，须要近距离透过气枕才干看到。如许做是无端障气枕显现的美不雅性。
    “水立方的用钢量，每平方米是97公斤；鸟巢的用钢量，每平方米是420公斤。”董石麟说，当然水立方的用钢量要少量多，但是安然程度一点都不减色。
    董石麟团队的水立方布局计划立异，他说，可以更多地用于火车站、机场、体育馆等大年夜跨度修建范畴的扶植，不但可以做到形状美不雅，还可以达到安然、高效、轻质的修建功效。“不外，现在国表里的修建中，还仅仅用于水立方。”
    之以是多面体刚架布局没有睁开利用，主如果一样平常的修建对形状请求其实不特别，不必采取如许的布局情势。
    赵阳提到，当然大年夜型修建中还没有用到多面体刚架技术，但是，气枕技术在修建上利用已小范围测验测验，如广州新火车站、姑苏期间广场，并有范围利用的趋势。