水立方是国内外工程界首次采用的一种结构形式，也是国内首次采用ETFE膜结构，并是国际上建筑面积最大，功能要求最复杂的膜结构系统。水立方工程有三大难关：一是钢结构，二是膜结构，三是室内环境。
2005年一季度，国家游泳中心完成全部主体混凝土结构施工。按照工期，2005年3月应该完成钢结构安装。可是到了2005年5月份，钢结构的施工方案还迟迟定不下来。
我们一要科研创新，二要自力更生。水立方钢结构的构成来源于三维空间的最有效分割模型，这种新型的钢材料需要柔韧性强，国内从来没有生产过，依靠进口吗？一是费用高，二是施工要请外国人来挂帅，可外国人不愿意加班加点。如果不加班加点，工期就要延误。工人们在现场盼星星盼月亮盼望新钢材，怎么办？千钧一发之际，市委、市政府主要领导出面，亲自组织协调把全国的钢厂经理召集到一起开论证会。这种钢材料成本很高，需求量又小，厂家不赚钱，但为了奥运会，宝钢、武钢、鞍钢的人却毅然决定研制生产，终于群策群力、自力更生生产出Q460钢。
钢材生产出来只是万里长征走完了第一步，下一步就是钢结构安装。要把一个个气泡建成一面墙，就要找到气泡边缘的钢梁的准确位置。他们用卫星定位仪定位、激光定位，整体平移，分区域安装……水立方的钢结构型号不一，有的直径八九米，有的直径一米，这些钢材既要柔韧性强，又要严丝合缝，承载力强，不能塌了。水立方的构件是由球和杆组成，共有2万个杆件，1万个球，每一个节点，每一个杆件都各不相同。
高空焊接第一天只焊了3个，这么老牛拉破车猴年马月能干完啊？活儿出不来，工人在现场干等着，时间分分秒秒地流逝着，每一分钟流走的都是人民币，作为董事长的康伟急得火烧火燎。钢结构在施工过程中空间是无规则的，啥时候安装就需要啥时候定位，施工人员本来打算先把所有的球定位，再把杆连上，可这是在空中施工，根本不可能把每一个点都在空中精确地定位。康伟邀请钢结构专家董石林院士牵头在大学实验室攻关，又组织大家在施工现场摸索。经过两个多月的论证摸索，终于突破了难关，使工程顺利推进，这种特殊钢材的安装施工填补了世界空白，获得了国家科技进步奖。
2006年4月10日，国家游泳中心主体结构封顶，完成钢结构的安装。
2006年6月16日，钢结构支撑体系成功卸载。钢结构卸载了，康伟肩上的担子却没有卸载。下一只拦路虎就是膜结构安装。
瘦身的蛋糕该怎样切？
说起膜结构，的确是新式武器。奥运场馆是国家工程，决不能超出概算，这就需要预算管理，也就是说国家批给我一笔钱让我做一个大蛋糕，那么我要根据这笔钱做一个预算。蛋糕坯子需要多少钱？奶油需要多少钱？水果需要多少钱？这笔钱怎么分割都要控制在国家这个大盘子里。
水立方是世界上最大的ETFE工程，其工程预算是几起几落。早先，遵照市政府要办成历史上最好一届奥运会的构想，按照奥运精品工程的模式，水立方的工程预算是13亿元之多。随着奥运瘦身，鸟巢拿掉了盖儿，五棵松奥运场馆拿掉了商场，水立方自然也要精兵简政。水立方工程预算减少了3亿元，满打满算只剩下亿元。
工程预算有风险控制，早在水立方设计之初，康伟就把风险控制介入其中。当时请风险公司一了解，乖乖，2006年德国足球世界杯开幕式主体育场（安联体育场）曾经用过ETFE膜，但那是用于外墙体装饰，和水立方的整个场馆的外维护面大相径庭。可人家安联足球场外墙体单层膜就足足花了2亿欧元，按照这个价格，水立方光膜就要花五六亿元，水立方预算只允许花亿元，膜占了一半的钱怎么行？
国家计委只给膜批了亿元人民币，相当于整个工程概算的五分之一，康伟急得火烧火燎，我上哪儿去找回4个亿？有关领导说：别急，海关给你免税。
康伟一寻思免税能省几个钱？不行，必须想个高招儿。当时世界上能够生产ETFE膜的只有德国的4家公司，其中参与招投标的3家公司还有血缘关系，假如人家三家公司联合起来围标封杀我们怎么办？人家是亲戚关系，亲不亲，血缘分。人家联手非得要4个亿，我们能不给吗？不给世界上也没有别人能生产啊！
