刚架结构工程实例解析
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刚架结构工程实例解析
——以国家体育场为例
班级：10建筑 姓名：滕超 学号：1041401073
目录：
刚架结构形式及其特点 国家体育场功能 国家体育场造型 国家体育场空间要求 国家体育场结构形式及其特点
刚架结构及其受力特点
• 刚架结构是指梁、柱刚性连接的结构。优点是单层刚架结 构为梁柱合一的结构，内力小于排架结构，截面高度小， 造型轻巧，内部空间较大，广泛应用于中小型厂房、体育 馆、礼堂等中小跨度中。但是缺点也很明显，受力体系主 要是受弯为主，自重较大，用料较多，适用跨度受到限制 。
国家体育场——结构形式
• 国家体育场采用了空间刚架结构。格构式 刚架的梁、柱、腹板等构件均采用由钢板 焊接而成的箱型截面。沿体育场平面周边 设置了24根刚架柱，柱距为37.958米。22 榀刚架主结构、屋面及立面的次结构、12 组大楼梯及楼梯柱共同构成了“鸟巢”的 形态。体育场看台部分采用钢筋混凝土框 架—剪力墙结构体系，与大跨度钢结构完 全脱开。
国家体育场——造型
• 工程主体建筑呈空 间马鞍椭圆形，南北 长333米、东西宽294 米，高69米。主体钢 结构形成整体的巨型 空间马鞍椭圆形钢价 编织式“鸟巢”结构。
国家体育场——空间要求
体育场屋盖中间开有长轴为185.3米，短轴为127.5米的洞口。22榀刚架围绕 洞口呈放射状布置，刚架梁为直通或接近直通，在洞口边缘形成由分段直线 构成的内环桁架。
国家体育场——结构形式
国家体育场钢 结构工程由24 榀门式桁架围 绕着体育场内 部碗状看台区 旋转而成，其 中22榀贯通或 基本贯通。结 构组件相互支 撑、形成网格 状构架。
国家体育场主桁架立面展开图
国家体育场——结构形式
24根刚架柱为空间格 构式构件，由1根垂 直的菱形内弦和两根 向外倾斜的外弦以及 内弦与外弦之间的腹 杆组成。
24根格构式刚架柱形成竖向支撑
百度文库
顶面的24榀门式桁架围绕主建筑
谢谢！
国家体育场——结构形式
国家体育场——结构形式
结构特点
• 1、是国内规模最大的全焊接异型空间钢结 构工程；
• 2、结构十分复杂，应力应变状态难以控制； • 3、现场厚板焊接工程量达6000米，是国家
体育场钢结构安装工程中的一大难点，是 制约钢结构工程工期的主要因素之一。
施工总体过程
内部三层碗状看台下为四～七层混凝土框架结构
国家体育场——结构形式
国家体育场——结构形式
• 屋盖主结构的杆件均为箱型构件。其 中，主桁架断面高度为12m，上弦杆截面为 1200mm×1200mm～1000mm ×1000mm， 下弦杆截面为1000mm×1200mm～ 800mm ×800mm，腹杆截面基本为 600mm ×600mm。桁架柱为三角形格构柱， 每根格构柱由两根1200mm ×1200mm箱 型外柱和一根1200mm×1200mm菱形内柱 组成，腹杆截面为1000mm×1200mm。
刚架结构的形式
结构受力条件：无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架 结构材料：胶合木结构、钢结构、混凝土结构 构件截面：实腹式刚架、空腹式刚架、格构式刚架
、 等截面、变截面
建筑型体：平顶、坡顶、拱顶、单跨与多跨 施工技术：预应力刚架和非预应力刚架
国家体育场
国家体育场——功能
鸟巢位于北京奥林匹克公园中心区南部，鸟 巢为2008年第29届奥林匹克运动会主体育场。鸟 巢工程中总占地面积21公顷，鸟巢建筑面积 258.000。鸟巢内观众座席约91000个，其中临时 座席约为11000个。鸟巢举行了2008年奥运会、 残运会开闭幕式、田径比赛及足球比赛决赛。奥 运会后成为北京市民广泛与体育活动及享受体育 娱乐的大型专场所，鸟巢并成为具有地标性的体 育建筑和奥运遗产。
——以国家体育场为例
班级：10建筑 姓名：滕超 学号：1041401073
目录：
刚架结构形式及其特点 国家体育场功能 国家体育场造型 国家体育场空间要求 国家体育场结构形式及其特点
刚架结构及其受力特点
• 刚架结构是指梁、柱刚性连接的结构。优点是单层刚架结 构为梁柱合一的结构，内力小于排架结构，截面高度小， 造型轻巧，内部空间较大，广泛应用于中小型厂房、体育 馆、礼堂等中小跨度中。但是缺点也很明显，受力体系主 要是受弯为主，自重较大，用料较多，适用跨度受到限制 。
国家体育场——结构形式
• 国家体育场采用了空间刚架结构。格构式 刚架的梁、柱、腹板等构件均采用由钢板 焊接而成的箱型截面。沿体育场平面周边 设置了24根刚架柱，柱距为37.958米。22 榀刚架主结构、屋面及立面的次结构、12 组大楼梯及楼梯柱共同构成了“鸟巢”的 形态。体育场看台部分采用钢筋混凝土框 架—剪力墙结构体系，与大跨度钢结构完 全脱开。
国家体育场——造型
• 工程主体建筑呈空 间马鞍椭圆形，南北 长333米、东西宽294 米，高69米。主体钢 结构形成整体的巨型 空间马鞍椭圆形钢价 编织式“鸟巢”结构。
国家体育场——空间要求
体育场屋盖中间开有长轴为185.3米，短轴为127.5米的洞口。22榀刚架围绕 洞口呈放射状布置，刚架梁为直通或接近直通，在洞口边缘形成由分段直线 构成的内环桁架。
国家体育场——结构形式
国家体育场钢 结构工程由24 榀门式桁架围 绕着体育场内 部碗状看台区 旋转而成，其 中22榀贯通或 基本贯通。结 构组件相互支 撑、形成网格 状构架。
国家体育场主桁架立面展开图
国家体育场——结构形式
24根刚架柱为空间格 构式构件，由1根垂 直的菱形内弦和两根 向外倾斜的外弦以及 内弦与外弦之间的腹 杆组成。
24根格构式刚架柱形成竖向支撑
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国家体育场——结构形式
结构特点
• 1、是国内规模最大的全焊接异型空间钢结 构工程；
• 2、结构十分复杂，应力应变状态难以控制； • 3、现场厚板焊接工程量达6000米，是国家
体育场钢结构安装工程中的一大难点，是 制约钢结构工程工期的主要因素之一。
施工总体过程
内部三层碗状看台下为四～七层混凝土框架结构
国家体育场——结构形式
国家体育场——结构形式
• 屋盖主结构的杆件均为箱型构件。其 中，主桁架断面高度为12m，上弦杆截面为 1200mm×1200mm～1000mm ×1000mm， 下弦杆截面为1000mm×1200mm～ 800mm ×800mm，腹杆截面基本为 600mm ×600mm。桁架柱为三角形格构柱， 每根格构柱由两根1200mm ×1200mm箱 型外柱和一根1200mm×1200mm菱形内柱 组成，腹杆截面为1000mm×1200mm。
刚架结构的形式
结构受力条件：无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架 结构材料：胶合木结构、钢结构、混凝土结构 构件截面：实腹式刚架、空腹式刚架、格构式刚架
、 等截面、变截面
建筑型体：平顶、坡顶、拱顶、单跨与多跨 施工技术：预应力刚架和非预应力刚架
国家体育场
国家体育场——功能
鸟巢位于北京奥林匹克公园中心区南部，鸟 巢为2008年第29届奥林匹克运动会主体育场。鸟 巢工程中总占地面积21公顷，鸟巢建筑面积 258.000。鸟巢内观众座席约91000个，其中临时 座席约为11000个。鸟巢举行了2008年奥运会、 残运会开闭幕式、田径比赛及足球比赛决赛。奥 运会后成为北京市民广泛与体育活动及享受体育 娱乐的大型专场所，鸟巢并成为具有地标性的体 育建筑和奥运遗产。