大跨空间结构在奥运场馆中的实践与发展
抓住北京奥运场馆建设机遇迎接超大跨度网壳开发挑点
抓住北京奥运场馆建设机遇迎接超大跨度网壳开发挑点摘要本文简述了网壳结构现状与发展趋势,提出了奥运主会场结构方案的总构思和结构体系与施工方案的总建议,并对此进行了分析,供参考.关键词开合屋盖,空腹桁系,钢管砼肋拱,预应力钢网壳.一、前言为迎接2008年奥运会在北京召开，拟新建19座、改建13座现代化场馆。
要求这些场馆的设计方案必须新颖美观、国际一流，施工必须优质、快速，充分体现“绿色奥运，人文奥运，科技奥运”的新理念，为此，设计、施工均实行国际招标。
可以预料，国外一些实力雄厚且具有新概念、拥有新材料和新技术的单位将蜂拥而至。
这结我们国内而言，将面临严峻的挑战，但同时也是我国大力应用、发展先进的空间结构技术的极好机遇。
本文首先简述了空间网壳结构的现代与发展趋势，空间网壳结构已成为大跨体育建筑结构选型的主流，而“开合屋盖”、“预应力钢网壳”是空间结构中的两朵新葩。
接着提出了北京奥运主会场设计方案的总构思及300米左右超大跨度的“开合、空腹、带肋、预应力钢网壳”结构新体系和施工方案的总建议。
文中着重探讨了具有开创性和我国自己特色的预应力钢网壳。
对整个方案的合理性和可行性进行了分析。
二、网壳结构的现状与发展趋势（一）网壳结构的现状网壳结构的发展经历了一个漫长的过程。
早在1863年德国柏林应建成了由施威德勒设计的、用于燃气罐项盖的第一个钢穹顶，但真正快速发展是二战发后。
特别是近二、三十年。
现代网壳结构迅猛发展千姿百态，宏伟而富有特色的大跨空间结构不断涌现，有的已成为当地象征性建筑和人文景观。
不仅如此，它还成为一个国家建筑科学技术水平发展的重要标志。
1973年美国建成的直径为213m的新奥尔良“超级穹顶”长期被公认为世界上最大跨度的球面网壳。
现在这一地位已被2002年建成的、直径达274m的日本大分体育场巨型钢穹顶网壳所取代。
我国具有现代意义的网壳结构，是上世纪五、六十年代建成的。
如重庆人民大会堂半球形穹顶（跨度46.32m）和天津体育馆柱面联方型钢网壳（跨度52m）和跨度为64m的郑州体育馆圆形钢屋盖等。
大跨度空间钢结构
，
它对 和 谐 的理 解体 现 了与另 几 个建筑 的不 同
已经 渗透 到 了精神和 感受 中
。
它所 努 力谋 求 的 和 谐
不 是体
，
，
湛 蓝 色 的 膜 结 构 外 衣 就 成 为人 们 关 注 的焦 点
。
而 这 层 美丽 华 服 下 的钢 结构 骨架却 很 少 引起 人 们 的注 意
文马颖鸟巢刺骨开新河鸟巢在理念上引入了中国传统文化艺术方面的理念和现代建筑的形式加以结合雄伟壮观的鸟巢用钢量在9万多吨其钢结构抗震设计安全达到预定性能目标鸟巢大跨度空间钢结构由主结构的桁架柱和桁架梁顶面次结构和立面次结构组成
文 ／马 颖
建筑作 为反 映城 市发 展 水平 最 直观 的感知 对 象 师 则 为凝 固 的音 符 弹 奏 出 自己 独 特 的 乐 章 巢
屈 服 程 度 轻；次 结 构 也 有 少 量 的 塑 性 铰
，
，
仅
极 少 数 铰 的 强 度 下 降 至 残 余 强 度 ；结 构 的 整 体 刚 度 没 有 下 降
大承载能力
。
尚未 达 到 最
。
国 家体 育 场 钢 结 构 设 计 达 到 了 预 定 的 抗 震 设 防 性 能 目标
乒 乓 球 馆
、
工 全
过程 模拟
，
顺 利 完成拉 索的预 应 力张拉
。
中央 刚 性 环 顺 利 卸
载 提 供 了有 力 的技 术 保 障
奥运建 筑是 在 中国 经 济快 速 发 展 的几 年 中建 成 的 较真 实地 反 映 了 中国经 济实 力
、
，
因此其 比
、
科技水平
：
美轮 美奂 的建筑
张弦梁结构在体育场馆建设中的应用案例
张弦梁结构在体育场馆建设中的应用案例引言：体育场馆作为体育运动的重要场所，其结构设计对于保证场馆的稳定性、安全性和功能性至关重要。
张弦梁结构作为一种新型的结构形式，具有较大的跨度、较轻的自重和较高的强度特点，因此在体育场馆建设中得到广泛应用。
本文将介绍几个典型的张弦梁结构在体育场馆建设中的应用案例，并分析其优点和适用性。
1. 奥林匹克体育馆（北京奥运会主体育场）奥林匹克体育馆是2008年北京奥运会的主体育场，采用了张弦梁结构设计。
该体育馆呈拱形状，整个屋面由大量张弦梁组成，能够有效地分散载荷，并提供大空间。
张弦梁结构使得体育馆的屋面可以得到足够支撑，同时又能保持较低的自重，减轻了施工负荷。
另外，张弦梁的强度高，可以满足大跨度体育场馆的需求。
2. 迪拜体育城体育馆迪拜体育城体育馆是中东地区最大的体育场馆之一，同样采用了张弦梁结构设计。
该体育馆拥有巨大的室内空间，通过张弦梁结构可以实现大跨度的无柱设计，使得观众可以有更好的视野和观赛体验。
此外，张弦梁结构的轻量化设计使得体育馆的建造能够更加省时省力，提高工程效率。
3. 鹿岛水泥球场鹿岛水泥球场是日本国内首个拥有屋盖的足球场，也是采用了张弦梁结构设计。
其屋盖由四个历史性悬索梁和新颖的张弦梁结构组成，实现了大跨度的覆盖。
张弦梁结构的应用使得球场建设可以不受支柱的制约，观众席位也可以得到更好的视野。
4. 魔鬼体育馆魔鬼体育馆是巴西国内著名的足球场，同样采用了张弦梁结构设计。
该体育馆具有极高的观众容量和世界级的席位视角质量，这些得益于张弦梁结构的应用。
魔鬼体育馆的屋面采用了大跨度、自重轻的张弦梁结构，使得观众席位能够更好地聚焦到比赛场地上，提供更好的观赛体验。
结语：以上所述的几个案例展示了张弦梁结构在体育场馆建设中的应用优势。
通过大跨度、轻量化的设计，张弦梁结构可以满足体育场馆建设中对于稳定性、安全性和功能性的要求。
它能够提供大空间、无柱设计、良好的视野和观赛体验，成为体育场馆建设中的理想选择。
大跨度空间结构抗震设计与实践应用
大跨度空间结构抗震设计与实践应用大跨度空间结构抗震设计与实践应用，听起来是不是有点复杂？别担心，我们慢慢聊！大跨度空间结构，顾名思义，就是那种跨度大、空间开阔的建筑，比如体育馆、机场航站楼、展览馆、车站这些地方。
你想，天花板得多高，支撑点得多远，整个结构得稳得像铁打的一样，才能不让咱们在里面瑟瑟发抖，对吧？可是呢，这种大跨度建筑一旦遭遇地震，那可真是麻烦大了。
别看平时它们稳得像大山一样，但一旦地震来临，连大山也能被撼动。
地震的力量可不是开玩笑的，它让建筑的受力情况变得非常复杂。
咱们都知道，地震产生的是一种“摇晃”的力，建筑在这种力的作用下，可能会发生摇摆，甚至是塌陷，这就好像你站在摇摇欲坠的船上，不断被海浪拍打，突然一个大浪来袭，船就可能翻了。
所以，对于大跨度空间结构来说，抗震设计必须得做好，不能马虎。
抗震设计不仅仅是加个防震垫或者做几个支架这么简单。
你得考虑结构的刚度、稳定性、柔性这些复杂的因素。
一个建筑不可能只是往一边靠着支柱，它得有足够的抗震能力，保证地震来时能自如应对，不能被摇晃的像个“纸片人”。
不仅如此，还要保证在地震之后，建筑还能继续使用，别一震就成了废墟，那就得不偿失了。
比如说，在设计大跨度空间结构时，首先要考虑的就是它的抗震能力。
根据不同的地震风险，建筑的抗震设计标准会有所不同。
如果是在地震多发区，那么设计师就得更加用心，甚至考虑一些特种材料，或者设计一些特殊的抗震构件。
比如，钢结构和混凝土结构的结合，可以让建筑在地震中既有柔性，又能保持稳定。
你看，很多现代的建筑用的就是这样的“混搭”方式，既能满足抗震的要求，又不失美观。
再说了，设计师还得根据建筑的用途来做不同的抗震设计。
举个例子，体育馆和机场这种大跨度建筑，里面人员流动大，万一发生震动，得确保人们能够安全疏散出去。
咱们以前看过那些灾难片，不是经常看到大楼倒塌、民众惊慌失措吗？其实那些情节不是空穴来风，现实中，建筑设计时不考虑这些因素，后果真的是不堪设想。
北京奥运场馆的空间结构
当世界迈⼊21世纪，回顾⼈类发展的历史，我们可以发现其中⼀个显著的特点就是其活动空间的不断改善与扩充。
在各种交流活动中，体育⽐赛⽆疑是⼀种最激动⼈⼼的⽅式。
奥林匹克体育竞赛馆、世界杯⾜球⽐赛场……在世界各地崛起；学术、⽂化、艺术与商业上的交流等活动也促使⼀些⼤城市建成了规模庞⼤的会议展览中⼼。
因此，⼤跨度、多功能、形状复杂、技术要求⾼的现代空间结构的建筑及其新技术应运⽽⽣，并在国内外迅猛发展。
认识现代空间结构 空间结构是指结构的形态呈三维状态，在荷载作⽤下具有三维受⼒特性并呈现空间⼯作的结构。
例如平板架、壳以及悬索结构等空间结构在我国都得到了⼴泛应⽤，已为⼈们所熟悉。
从国内外⼯程实践来看，包括奥运场馆在内的⼤跨度建筑多数采⽤各种形式的空间结构体系。
现代|考试|⼤|空间结构的形式⼗分丰富多彩，⼤体上可分为如下基本类型： （1）钢筋混凝⼟薄壳结构； （2）空间格结构，包括各种形式的架结构、壳结构； （3）张⼒结构，包括各种形式的悬索结构、薄膜结构或索－膜结构； （4）混合结构，由刚性构件和柔性索组合⽽成的⼀类结构形式，如各种形式的张弦结构、斜拉结构等。
⽬前空间结构向着轻量、⼤跨⽅向发展，这种发展趋势要求必须千⽅百计降低结构⾃重。
降低结构⾃重的途径⼀⽅⾯是研制运⽤轻质⾼强度新型建筑材料，另⼀⽅⾯是研究开发合理的结构形式。
结构受拉部位采⽤膜材或钢索，受压部分采⽤钢或铝合⾦构件，这样膜、索、杆相结合使⽤，形成杂交结构，可望实现理想的轻量⼤跨结构。
新建奥运场馆结构形式概览 2008年北京奥运会使中国⼈前所未有地近距离感受到奥林匹克的⽓息，也为中国⼤跨空间结构的发展提供了⼴阔舞台。
经过近5年的紧张筹备与建设，如今奥运场馆已成功投⼊使⽤。
系统地总结这些场馆建设中所采⽤的先进设计理念和⾃主创新技术，对于推动我国空间结构的进⼀步发展具有重要作⽤。
应该说，这些奥运场馆建设反映了我国⼤跨空间结构发展的⽔平，其中所蕴含的先进设计理念，所采⽤的创新结构形式以及所开发的新材料、新技术、新⽅法，对于我国空间结构发展有⼗分重要的借鉴意义。
大跨度预应力钢结构在体育馆工程中的应用.pptx
4.2.2预应力索张拉
按施工方案，张拉施工分3级由两端向中间双方向对称 施工。第一张拉至80%设计索力；第二次张拉100%设计 索力，并超张拉5%；第三级进行索力微调，调整到设计 值。分级张拉施工顺序如下图所示（第一级为1-7号图， 第二级为8-14号图，第三级根据监测情况对个别索调整。 ）
第一次张拉9,22，E,M轴线张拉到80%设计力，分别为 980.1060.1360.1360KN.
2.预应力技术于大跨度空间钢结构特色和优势
(1) 可以改变结构的受力状态，满足设计人员所要求的结构 刚度、内力分布和位移控制。
(2) 通过预应力技术可以构成新的结构体系和结构形态(形 式)，如索穹顶结构等。
(3) 预应力技术可以作为预制构件(单元杆件或组合构件)装 配的手段，从而形成一种新型的结构，如弓式预应力钢结 构。 (4) 采用预应力技术后，或可组成一种杂交的空间结构，或 可构成一种全新的空间结构，其结构的用钢指标比原结构 或一般结构可大幅度降低，具有明显的技术经济效益。
桁架预应力钢索采用挤包双护层大节距扭绞型缆索，定 位撑杆（撑杆为圆管，截面为219×12mm，最长为 9.248m）。上端与桁架结构的下弦采用万向球绞节点连接， 下端与索采用夹板节点连接，纵横向索穿过钢撑杆下端的 双向节点，形成双向张拉空间索网，索端与钢结构相连处 设计为铸钢节点。(图2.3.4)
4.2 钢结构预应力施工
4.2.1预应力索的安装
索的安装穿插在钢构件的安装过程中，索盘放置在结 构外地坪上，纵横向拉索使用捯链辅助牵引，随钢结构一 起滑移，但索不张拉，仅预紧。索规格主要有4 种:5×109,5×187,5×253,5×367.横向钢索预张力中间索 最大2000KN，端部索最小1100KN；纵向钢索预张力中间 索最大1600KN，端部索最小1300KN，张拉过程中，考虑 纵横向索相互影响和张拉先后顺序对索力影响，需超张拉， 横向双索最大张拉力达到2730KN,纵向单索最大张拉力达 到1850KN。
奥运场馆建设中的大跨度钢结构预应力施工技术
Ｋ ｙ ｗ ｒ ｓ ｌ ｐ ａ ｅ ｒ ｅｔ ｂａ ｔｎ ｔ ｃ ｒ； ｓｓｅ ｄ ｄｍ ； ｐ ｓｅｓ ｔ ｌｓ ｕｔ ｅ ｅ ｏｄ ：Ｏｙ ｉ Ｇ ｍ ｓ ｐｏ ｃ； ｅｍ ｓ ｇ ｓ ｔ ｅ ｕｐｎ － ｏ ｅ ｒ ｔ ｓ ｄ ｓ ｅ ｔ ｃ ｒ； ｍ ｃ ｊ ｉ ｒ ｕ ｒ ｕ ｅｒ ｅ ｅ ｒ ｕ
对 于双 向张 弦结 构来 说 。由于 各榀拉 索 之 间空 间
作 用 明显 。后批 张拉 的钢 索会对 国立 ，张 然 ，钱英欣
（ 京 市 建 筑 工 程 研 究 院 ．０ ０ ９ 北 京 ） 北 １０ ３
要 ：０ ８ ２ ０ 年奥 运 会 中 有一 部 分场 馆 使 用 了大 跨 度预 应 力钢 结构 这 种效 率高 、 代 感强 的 结 构形 式 ， 中 现 其
些场馆 的施工技术在 国际上也属领先水平 。预应力施工技术是大跨度预应力钢结构施工的核心技术 ， 本文根
Ａｂ ｔａ ｔ ｒｓ ｅｓｄ Ｓｅ ｌＳｒｃｕｅＰ Ｓ ｓ ａ ｏ ｔ ａ ｄｎ ｔ ｃ ｒ ｙ ｅ ｈｃ ｐ ｅ ｒｖ ｒ ｏ ｅｎ ｓ ｌ． ｓｒ ｃ：Ｐ ｅｔ ｓｅ ｔｅ ｔ ｔｒ（Ｓ ）ｉ ｕｓ ｎ ｉｇ ｓ ｕ ｔ ｅ ｔ ，ｗ ｉｈ ａ ｐ ａ ｅｙ ｍ ｄ ｒ ｔ ｅ ｒ ｕ ｔ ｒ ｕ ｐ ｙ
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济南奥体中心体育场大跨空间结构总装分析
建 筑 结 构 学 报(增刊1)J o u r n a l o f B u i l d i n g S t r u c t u r e s (S u p p l e m e n t a r y I s s u e 1)济南奥体中心体育场大跨空间结构总装分析傅学怡,高 颖,杨想兵(中建国际设计顾问有限公司,北京100044)摘要:揭示了由上部钢结构和下部混凝土结构组成的大跨空间结构传统的上下部结构单体设计方法存在安全隐患,这种方法既不能反映上部结构刚度对整体结构的贡献,也不能反映下部结构有限刚度对上部结构的效应放大;提出了上部结构对下部结构既有作用又有刚度约束,下部结构对上部结构既有支承又有效应放大,故需通过总装分析整体结构。
通过济南奥林匹克中心体育场实例的总装分析与单体分析结果对比,论证了整体结构总装分析能够得到较为合理可靠的上下部结构在重力、风、地震、温度作用下的效应,尤其能揭示连接界面结构构件的实际受力状态。
整体结构总装分析的理念与方法对大跨空间结构的设计参考应用。
关键词:大跨空间结构;总装分析;抗震性能中图分类号:T U 393.304 文献标识码:AW h o l e s t r u c t u r e a n a l y s i s o f t h e l a r g e -s p a n s p a t i a l s t r u c t u r e i nJ i n a n O l y m p i c S t a d i u mF UX u e y i ,G A OY i n g ,Y A N GX i a n g b i n g(C h i n a C o n s t r u c t i o n D e s i g n I n t e r n a t i o n a l C o .L t d ,B e i j i n g 100044,C h i n a )A b s t r a c t :T r a d i t i o n a l l y ,t h e u p p e r s t e e l s t r u c t u r e a n dt h el o w e r R Cs t r u c t u r ea r ea n a l y z e ds e p a r a t e l yi nl a r g e -s p a ns p a t i a ls t r u c t u r e s .I t c a n a c c o u n t f o r n e i t h e r t h e c o n t r i b u t i o n o f u p p e r s t e e l s t r u c t u r e t o t h e w h o l e s t r u c t u r e 's s t i f f n e s s ,n o r t h e e f f e c t o f l o w e r s t r u c t u r e o n t h e u p p e r s t r u c t u r e 's s t i f f n e s s .T h u s a n o n -c o n s e r v a t i v e d e s i g n m a y b e p r o p o s e d .T h i s p a p e r p r o p o s e s a n e w m e t h o dt o a n a l y z e t h e w h o l e s t r u c t u r e u n d e r t h e a c t i o n o f g r a v i t y ,w i n d ,e a r t h q u a k e a n d t e m p e r a t u r e l o a d s .F i n a l l y ,t a k i n g t h e J i n a nO l y m p i c S t a d i u ma s a ne x a m p l e ,t h e r e s u l t o f w h o l es t r u c t u r e a n a l y s i s i s c o m p a r e dw i t ht h a t o f s e p a r a t e s t r u c t u r e a n a l y s i s .K e y w o r d s :l a r g e -s p a n s p a t i a l s t r u c t u r e ;w h o l e s t r u c t u r e a n a l y s i s ;s e i s m i c b e h a v i o r作者简介:傅学怡(1945— ),男,江苏南京人,研究员,博士生导师。
建国以来大跨度建筑的空间结构发展
建国以来大跨度建筑的空间结构发展空间大跨度结构是建筑工程发展的一个重要标志，我国自五十年代以来就开展了对薄壳结构、悬索结构的研究开发与应用，建成了一批有影响的代表性工程，并取得了一大批研究成果。
八十年代由于计算机技术的发展，空间网格结构在理论研究、标准规范和工程实践等方面均取得了举世瞩目的成绩。
随着国力的增强，新材料的不断出现，空间结构由单一结构形式发展为组合结构、混合结构等多种结构形式，应用范围也从公共建筑、体育建筑发展到工业建筑乃至建筑的各个领域。
50年来，空间大跨度结构取得的辉煌成就使我们能充满信心地去营造21世纪更广阔的空间。
一、五十年空间大跨度结构的发展历程建国50年来，空间大跨度结构经历了四个发展时期：第一时期为五十年代末至六十年代中期，第二时期为七十年代末至八十年代中，第三时期为八十年代末到九十年代初，第四个时期为九十年代。
这四个发展时期都是依据当时的国力和建筑技术水平，反映出各自的结构特点与技术水平。
1、五十年代末至六十年代中期五十年代末，随着建国十年来国力的复苏，国家已有能力关注大型体育馆与大跨度公共建设的需要。
广大结构设计研究人员也以空前的热情投入于薄壳结构、悬索结构的理论研究。
这些理论研究紧密结合工程需要，在当时产生了很好的效果。
在薄壳结构方面，我国技术人员对球壳、圆柱面柱、双曲扁壳、组合扭壳等作了系统的理论研究，发表了一大批高质量的论文。
在理论研究的基础上，进行了大量的工程实践，其中代表性的工程如新疆某工厂的金工车间，采用跨度60m的椭园旋转壳体结构，目前该工程仍为国内最大跨度的薄壳结构。
还建成了跨度42m双曲扁壳的北京网球馆。
建成于1959年的北京火车站，其跨度为35m×35m，也采用双曲扁壳结构。
薄壳结构取材容易、材料省、结构与建筑围护合二为一，造价低，除模板制作稍麻烦外，施工相对简便，计算分析可用连续化方法求解，这些都是符合当时的技术水平与施工条件的。
配合大量的理论研究与工程实践，于1965年完成了国内第一本空间结构方面的规程《钢筋混凝土薄壳顶盖及楼盖设计计算规程》(BJG16－65)，这一规程对以后薄壳结构的设计与施工起到了积极的指导作用。
大跨度索结构关键技术与工程应用
大跨度索结构关键技术与工程应用摘要:随着现代建筑技术的不断发展，大跨度索结构逐渐受到人们的关注和应用。
本文旨在综述大跨度索结构的关键技术，并探讨其在工程应用中的具体表现。
首先，介绍了大跨度索结构的定义和分类，然后详细阐述了其设计、材料、施工等关键技术。
最后，通过对几个典型工程实例的分析，总结大跨度索结构在桥梁、体育场馆和展馆等领域中的应用现状和未来发展趋势。
关键词：大跨度索结构、受力分析、结构形式、材料选用、工程应用引言:大跨度索结构是指跨度超过一定范围的结构，采用钢索作为主要受力构件。
具有轻型、高强度、耐候性好的特点，这使得大跨度索结构在建筑领域具备广泛的应用前景。
1大跨度索结构的定义与分类大跨度索结构是一种具有广泛应用的结构形式，根据不同的构造形式和功能需求，可以分为不同的分类。
其中，索悬索结构是最为常见的一种类型，主要用于建造大跨度桥梁和体育场馆等工程。
索悬索结构通过悬挂在主要支撑点上的索索力来承担结构的载荷，通过合理设计和布置索杆、锚固点和索带等部件，达到支撑和平衡结构的目的。
索拉穹结构则是通过拉力将构件进行张拉，形成穹顶状的结构形式，常用于建筑物的覆盖结构。
而索承重点结构是指以索杆为主要构件，通过索力将承重点传递到支撑构件上，常用于悬索桥的塔杆等部分。
通过对大跨度索结构的分类和定义，可以更好地理解其结构原理和应用特点，并为工程设计和施工提供参考依据。
2大跨度索结构设计关键技术2.1 受力分析在大跨度索结构设计中进行受力分析是非常重要的一步。
荷载计算是其中的关键环节，需要综合考虑静载荷、动载荷、温度荷载等各种外力作用于结构上的效应。
静载荷包括自重荷载、活载、风荷载等，通过合理的计算和测量，确定荷载大小和分布。
索力分配则是指根据结构的承载能力和稳定性要求，将总荷载按照合适的比例分配给各个索杆和索线，使得结构能够平衡受力并保持稳定。
通过精确的受力分析，可以确保大跨度索结构在使用过程中能够承受各种荷载并具备良好的性能和安全性。
大跨结构的经典之作——鸟巢论文
大跨结构的经典之作——鸟巢摘要：大跨空间结构是目前发展最快的结构类型。
大跨度建筑及作为其核心的空间结构技术的发展状况是代表一个国家建筑科技水平的重要标志之一。
本文要介绍的鸟巢是2008年北京奥运会主体育场，由2001年普利茨克奖获得者赫尔佐格、德梅隆与中国建筑师李兴刚等合作设计完成。
其建筑面积达到25.8万平方米，能同时容纳9.1万人。
鸟巢是一个大跨度的曲线结构，主要由巨大的门式钢架组成，共有24根桁架柱。
该结构在设计和构件安装过程中均应用了当今先进的建筑科技，下面我们主要探讨鸟巢的设计方案及其独到之处。
关键词：鸟巢国家体育馆大跨结构钢结构设计方案The classic work of the long - span structure --theBird’s NestAbstract: As we all know, the large-span space structure is the fastest growing structure type. The development of large-span buildings and its core technology--the Space structure technology is one of the important symbols representing the level of national construction technology. The main content of this article ,Bird's Nest is the 2008 Beijing Olympic Games main stadium, designed by the 2001 Pritzker Prize winner Herzog, De Mellon and Chinese architect Li Xingang and other architects. It covers a construction area of 258,000 square meters, which can accommodate 9.1 million people. The nest is a large span curve structure, mainly composed of huge gantry steel frame and 24 truss columns in total. The design of the structure and the component installation process use many today’s advanced building technology. And now we will mainly discuss the design of the nest and its unique in the following parts.Key Words: Bird 's Nest; National Gymnasium; the long - span structure;Steel Structure; Design引言：“鸟巢”奇妙的形体结构鸟巢”是2008年北京奥运会主体育场，它坐落在奥林匹克公园中央平缓的坡地上。
大跨度空间钢结构的应用与发展
大跨度空间钢结构的应用与发展大跨度空间钢结构是指具有较大的跨度，并采用钢材作为主要结构材料的空间结构。
它具有结构轻、刚度高、耐久性好等特点，广泛应用于体育场馆、会展中心、机场航站楼、大型工业厂房、桥梁等领域。
本文将讨论大跨度空间钢结构的应用与发展方向。
首先，大跨度空间钢结构在体育场馆领域得到广泛应用。
体育场馆一般需要较大的空间来容纳观众和运动场地。
大跨度空间钢结构可以灵活地满足这个需求，通过钢结构的轻量化设计，使得体育场馆的屋盖结构可以实现较大的跨度，减少了柱子和横梁对观众视线的遮挡。
同时，钢结构的刚度高，可以有效地抵抗风荷载和地震荷载，提高了体育场馆的安全性。
其次，大跨度空间钢结构在会展中心的应用也十分广泛。
会展中心一般需要大空间来容纳展览和会议等活动。
大跨度空间钢结构可以满足会展中心的大空间需求，同时可以通过灵活的钢结构设计，将大空间划分为多个小空间，方便会展中心的使用和管理。
此外，钢结构还可以通过不同类型的吊顶和装饰材料，使得会展中心的内部空间具有较好的视觉效果和舒适性。
再次，大跨度空间钢结构在机场航站楼的建设中也得到了广泛应用。
机场航站楼一般需要较大的跨度来容纳飞机起降和旅客流动。
大跨度空间钢结构可以满足机场航站楼的需求，同时由于钢结构的轻量化设计，可以减少大型混凝土结构对地基的要求，缩短工期，降低成本。
此外，钢结构还可以灵活地设计出大型的航站楼玻璃幕墙，提高机场航站楼的视觉效果，增加乘客的舒适感。
最后，大跨度空间钢结构在大型工业厂房和桥梁领域的应用也逐渐增多。
大型工业厂房往往需要较大的空间，并需要有一定的开放度和通透性。
大跨度空间钢结构可以满足这个需求，同时还可以通过灵活的结构设计，满足不同工业生产的要求，提高生产效率。
与此同时，大跨度空间钢结构在桥梁领域的应用也得到了越来越多的关注。
大跨度空间钢结构可以以较小的材料消耗建造出较大跨度的桥梁，提高了桥梁的通行能力和安全性。
综上所述，大跨度空间钢结构具有轻、高、好的特点，在体育场馆、会展中心、机场航站楼、大型工业厂房、桥梁等领域得到广泛应用。
多向张弦梁结构在建筑领域的创新应用案例
多向张弦梁结构在建筑领域的创新应用案例近年来，多向张弦梁结构在建筑领域得到了越来越广泛的应用。
多向张弦梁结构是一种新型的结构体系，具有轻量化、高度可延展性、大跨度等特点，能够满足现代建筑对于形态、功能和建造的多种要求。
本文将介绍几个多向张弦梁结构在建筑领域的创新应用案例，以展示其在实际工程中的运用。
1. 水立方国家游泳中心（北京，中国）水立方国家游泳中心是2008年北京奥运会的著名建筑之一。
它采用了多向张弦梁结构，使得整个建筑物呈现出华丽的外观。
该结构系统由多个大跨度空间桁架组成，结构轻巧而稳定。
这种创新的结构设计为水立方的建造创造了条件，使其成为一座充满活力和特殊魅力的建筑。
2. 武汉天河机场（武汉，中国）武汉天河机场的航站楼是由多向张弦梁结构组成的一个典型案例。
在这个设计中，大跨度的张弦梁结构在建筑的顶部形成了一个独特的波浪状屋顶。
这种结构设计不仅创新而且美观，为乘客提供了宽敞明亮的航站楼空间，同时还能够有效地分担风载和荷载。
3. 库塔巴鼓手技术学院（纽约，美国）库塔巴鼓手技术学院是一座位于纽约市布鲁克林区的建筑，其特点之一是其充满创意的外观设计。
该建筑采用了多向张弦梁结构，使得其外墙呈现出波形的形态。
这种创新的结构设计使建筑在空间感和曲线美上达到了极致，吸引了许多人的目光。
4. 芝加哥音乐厅（芝加哥，美国）芝加哥音乐厅是一座世界著名的音乐场所，其建筑设计采用了多向张弦梁结构。
这种设计使得音乐厅的屋顶呈现出大跨度的波浪状，不仅具有美观性，还能够为该建筑提供良好的声学效果。
因此，多向张弦梁结构为音乐厅创造了一个独特而又完美的演出环境。
5. 阿拉伯塔尔玛尔中央市场（多哈，卡塔尔）阿拉伯塔尔玛尔中央市场是一座以传统市场为灵感的建筑，同时也是多向张弦梁结构的创新应用案例之一。
这座市场采用了复杂的曲线和飞翼形的结构设计，使得整个建筑物既有现代感又充满传统魅力。
多向张弦梁结构的运用，使得市场内部的空间得到了最大化的利用，同时又保持了建筑的整体稳定性。
大跨空间结构技术在奥运建筑中的运用
从 拱 圈 转变为壳体
。
)
，
而 Y 形 支 撑 与 球 形 屋 顶 外 边 缘相 切
，
，
构成
一
定
图2
是2 0 世 纪 上 半叶 的重 要科技成就
薄 壳结 构 的特
，
角度 的放 射状排列
一
支 柱倾 角 与 球 壳支 座反 力 方 向
。
点 是 其 形 式要 适 应 规定 的 比例 尺 寸
具 有 荷 载承 载
致
，
结 构 轻巧 并且 受 力 流 畅 合理
、
小 体 育 宫屋 顶
，
力 而 产生 最小 的弯曲
，
对 施 工 工 艺 要 求 较 高 。 壳体
内表 面 则 纵 贯 弯 曲
预 浇制格构肋骨
m m
由1 6 2 0 块 细
可 以 由 预 制 的 肋 和 带 薄板 的 壳体 单 元 或 网 格 构 件 组
瘦镶板拼 凑
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A p p lic a t io n
在 现 代 奥 林 匹 克运 动 的 发 展 史 上 术 能够像大 跨空 间结构 技术
覆盖
2
，
，
并 用 不 超 过 约 1 OO
厚 的加 筋 板 层
合而 成
。
在 跨 度 较 大 的 壳体 中
大跨度建筑
⒋张力结构：
在悬索结构基础上进一步发展 ，可以是钢索网状的张力 结构，或玻璃纤维织品的张力结构，或二者混合的结构。 这种结构轻巧自由，施工简易，速度快，比较适宜于急需 的建筑。
• 建筑实例：
•
1967年蒙特利尔世界博览会西德馆
设计师：古德 伯罗、奥托 屋面用特种柔 性化学材料敷 贴，呈半透明 状
⒌悬挂结构：
决的事，问题是造价不成比例的飙升是否值得，以及由于建筑 过大、人口在一个建筑某一段时间内的过于集中而产生的一系 列其他问题，例如建筑在日常运作中过分依靠能源，与人们在 交往与进出的高峰时间中所形成的建筑内部与建筑对城市的交 通压力等。因此问题不是越高越大就越好，而是究竟要建多大 与多高。
The End
• 莫斯科，奥运会主场馆（1970）
• 主场馆平面亦为椭圆形，长轴径210米，短轴径171米， 内部高30米，可容观众45000人。建筑外形呈圆柱体
状，屋盖采用内凹式钢网架结构体系，使其在节约空 间与节省空调能源方面具有明显效果。
• 这座日本体育馆的设计人是著名建
• 日本藤泽秋叶台市民体育馆
（1984）
社会的需要 、新材料与新技术的应用。
大跨度建筑的结构形式 ：
除了传统的梁架或桁架屋盖外，比较突出 的则是新创造的各种钢筋混凝土薄壳与折 板以及悬索结构、网架结构、钢管结构、 张力结构、悬挂结构、充气结构等空间结 构
发展的趋势：
建筑的外貌愈来愈紧密地与新材料、新结构、新的 施工技术相结合，覆盖空间越来越大。由于大跨度建 筑多为公共建筑，人流多，占地面积大，因此一般位 于城市边缘或郊区。
• 布鲁塞尔世界博览会美国馆（1958，）
悬索结构在1958年 比利时布鲁塞尔世 界博览会中得到了 充分的表现，例如 由斯通设计的美国 馆的屋盖则是采用 圆形双层悬索结构， 中间留有一空间， 形如自行车轮。
国家体育馆大跨度空间钢结构技术
术 人 员 首次 采用 了 ９个“ 器 人 ” 行 的滑 移 施 工 机 进
技 术 。施 工人 员先对 钢 屋架在 地 面进行 组装 ， 后 然
种技 术 能像 大 跨度 空 间结 构技 术 对 它们 产 生 更
大 的促 进作用 了 。 而奥 运建筑 也为大跨度 空 问结构 技术 提供 了精美 的展示 舞 台和实 践机会 ， 因为最 先 进 的大跨 度空 间结构技术 往往首 先运用 于奥运会 。 综 观奥 运 近 ５ 年 的发 展 历 史 ， ０余 大跨 度 空 间 结 构技 术一 直 居于 核 心地 位 。如 奥运 历 史 上 著名
（ 自： 国冶 金 报 ） 转 中
大 的双 向张弦钢屋架结构体系 ，它满足了结构设
计 的三 个 要 素 ： 一是 结 合建 筑 设计 的美观 要 求 ， 二
是承载方式安全可靠 ，三是结构受力体系简洁合 理且 造价 低廉 。
囡 皇 垒 塑
燕 ｍ ＠
的 罗马体 育馆 （９ ０年意 大 利罗 马奥 运会 ） 采用 １６ 均
把 组装 好 的每 部 分 钢 屋 架 吊上 屋 顶 进 行 拼 装 ， 并 严格 控 制钢 屋 架焊 接 点位 置 。安装 在钢 屋架 与 轨 道 之 间 的 ９个“ 器 人 ” 一 台 电脑 进 行 控 制 ， 机 用 统
型 ， 补 了 国内空 白。在 施 工 中也采 用 了 由第三 方 填
筑面 积为 ８ ８０平方米 。 ０９ 国家 体育馆 由体育 馆主 体 建筑 和 一个 与之 紧密 相 邻 的热 身馆 以及相 应 的室
外 环 境组 成 ， 容 纳 观 众 约 １ 可 ． 人， ８万 室外 绿 化 及
道路 面积 约 ４４万平方 米 。奥 运会 期间 ， 操 比赛 、 ． 体 蹦床 、 手球 决赛和 轮椅篮 球 比赛将在 这里进 行 。
奥运场馆建设中的大跨度钢结构预应力施工技术_秦杰
２．２．４
预应力操作要点 张拉前将各圈环向索进行预紧 ， 然后进行正式张
拉。 总体张拉过程分为３ 级 ， 分别为 ： 张拉到设计张拉力 的 ７０％ 、 张拉到设计张拉力的 ９０％ 、 张拉到设计张拉力 的 １１０％ 。总体张拉顺序为 ： 前两级张拉都是由外圈向 内圈依次张拉 ， 第三级是由内圈向外圈依次张拉完成。 由于本工程张拉设备组件较多 ， 因此在进行安装 时必须小心安放 ， 使张拉设备形心与钢索重合 ， 以保证 预应力钢索在进行张拉时不产生偏心 ； 预应力钢索张 拉开始要保证油泵启动供油正常后开始加压 ； 张拉时 要控制给油速度 ， 给油时间不应低于 ０．５ ｍｉｎ ； 每圈环向
１．４．２
监测结果 张拉过程进行监测 ， 实际油压传感器和压力传感
器读数与理论张拉力相差很小 ， 都控制在 ５％ 之内 ， 从 图６ 可以看出 ， 结构竖向位移和水平位移实测值在理论 计算值附近变化 ， 实测值与理论计算值比较 ， 变化都在
１５％以内 ， 满足规范和设计要求。
２２０ ２１０ ２００
竖向位移 ／ｍｍ
第 ３９ 卷第 ３ 期 ２００８ 年 ３ 月
Ｖｏｌ．３９ Ｎｏ．３
Ｍａｒ． ２００８
建 筑 技 术 Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
・ ・ ２１１
奥运场馆建设中的大跨度钢结构预应力施工技术
秦 杰， 李国立， 张
摘
然， 钱英欣
（ 北京市建筑工程研究院 ， １０００３９ 北京 ）
要 ： ２００８ 年奥运会中有一部分场馆使用了大跨度预应力钢结构这种效率高、 现代感强的结构形式 ， 其中
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奥 运建 筑 。在 近５ 年 的奥 运建 筑发 展历 史 中 ， 跨度 ０ 大 （ ）１８ 年 ， 莫斯 科 举 办 了 第 ２ 届 奥 运会 ， ３ ９０ 在 ２ 其 空 间结构 技术 在奥 运场 馆建 设 中一 直处于 核 心地位 。 中跨 度８ ｍ的友谊体 育馆 ， 构特 点 为直径 ８ ｍ、 ０ ０ 结 ０ 高２ 能 否成 功 举办 奥林 匹 克运 动 会 直接 体现 一 个 国家 的 ｍ的贝壳形 圆顶 ， 内部 支撑 ， 制 的圆顶 外壳 由２块 无 预 ８
ｐＲＡＣＴＩ ＣＥ ＡＮＤ ＤＥＶＥＬｏＰＭ ＥＮＴ ｏＦ ＬＡＲＧＥ— ＰＡＮ ＰＡＣＥ Ｓ Ｓ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ
Ｉ ０ＬＹ Ｍ ＰＩ Ｎ Ｃ ＧＹＭ ＮＡＳ ７ ｎ Ｍ
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（．ｈｊａｇＴ ｎｊ Ｖ ｃｔ ｎｌＣ ｌｇ ｆＳｉｎｅａ ｄ Ｔ ｃｎｌ ｙ １２ １ １ ｅ ｎ ｏｇｉ ｏａｏ ａ ｏｌ ｅｏ ｃ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ，３ １３ ，Ｈａｇｈ ｕ ｈｎ ； Ｚ ｉ ｉ ｅ ｅ ｏ ｎｚｏ ，Ｃ ｉａ ２Ｃ ｌ ｇ ｆＣｖｌＥ ｇ ｅｒ ｇａｄ Ａ ｃｉ ｃｕｅ ｈｊ ｎ ｎｖｒｉ ，３０ ２ ．ｏｅｅ ｏ ｉｉ ｎｉ ｅ ｎ ｎ ｒｈｔ ｔｒ，Ｚ ｅｉ ｇ Ｕ ｉ ｓｙ １０ ７，Ｈａｇｈｕ ｈｎ ） ｌ ｎ ｉ ｅ ａ ｅ ｔ ｎ ｚｏ ，Ｃ ｉａ
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类 型 ， 究空 间结 构理 论 研究发 展 历程 ， 结了 空 间结 构形 式发 展 的特 点 。 研 总
关键 词 ： 间结 构 ； 跨度 ： 空 大 奥运 工程 ： 育馆 体
中 图 分 类 号 ： Ｕ３ （０ ０ ０ — １２ ０ １０ — ７ ６ ２ １ ）２ ０ ０ — ４
Ｋｅ ｒ ｓ ｐ ｃ ｔ ｃｕｅ ａｇ ｐ ｎ ｌｍ ｉ ｐｏ ｃ；ｇ ｍ ａｉｍ ｙ ｗｏ ｄ ：ｓａ ｅ ｓ ｕ ｔｒ ；ｌｒｅｓ ａ ；Ｏｙ ｐｃ ｒ ｅ ｔ ｙ ｎ ｓ ｒ ｊ ｕ
奥 运圣 火历 经百 年周 游全 球 ， 世 界各 国奥 运 举 其 中跨度 １ ０ 在 ０ ｍ的大体 育馆 ， 结构特 点为在 预 制钢 筋混 办 城 市 留下 了 不 可磨 灭 的痕迹 —— 美 轮 美 奂 的 百年 凝 土肋条 上铺设钢 丝 网现 浇屋 顶壳体 混凝土 。
综合 国 力 ， 奥运 场馆 的建 设 反映 出一个 国家 土 木建 筑
其 结构 类型 、 构特 点 主 要 分 为薄 壳 结构 、 间 网格 结 空
尖端分 叉的折 叠金 属板组合 支撑 。
空 间 网 格 结构 是 由多 根杆 件 按 照 某 种 有规 律 的
的水平 。历届现 代奥 运工程 中的大跨 度空 间结构根据 １ 空 间网格 结构 ． ２ 结构 、 索杆张 力结构 和杂 交结构等 几个 类型 。 几何 图形通 过节点 连接起 来 的空间 结构 。网格结 构包 括 网架 （０ ８ 北京 国家体 育 场 ） 网壳 （９ ２ 巴塞 ２ ０年 与 １９ 年 罗那 圣乔 地体 育馆 ） ，绝大 部 分 网架结 构 采用 钢管 或
ｓｒｃｕ ｅ ｉ ｔｄ ｅ ｃ ｏｄ ｎ ｏ ｔ ｅ ａｏｅ ａｄ ｔｐ ｓ ｎ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｆ ｓ ａ ｅ ｓｒ ｃｕ ｅ ｔｐ ｓ ｒ ｔ ｔｒ ｓ ｓｕ ｉｄ ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｈ ｆ ｒ ｓｉ ｙ ｅ ａ ｄ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｃ ａａ ｔｒｓｉｓ ｏ ｐ ｃ ｔ ｔ ｒ ｙ ｅ ａｅ ｕ ｕ ｓ ｍｍａｉｅ ． ｕ ｒｚ ｄ
Ｏｙ ｐ ｒ ｅｔ ｃｎ ｂ ｉｄｄ ｉ ｏｓｅ ｔ ｃ ｒ，ｓａｅ ｇ ｄ ｓ ｃ ｒ，ｃｂｅ ｔ ｓ ｎｄ ｓ ｃ ｒ ａｄ ｃ ｓ ｌ ｉ ｐｏ ｃ ａ ｅ ｄ ｉｅ ｎ ｈｌ ｓ ｕｔ ｅ ｐｃ ｒ ｔ ｔ ｅ ａｌ—ｅ ｉ ｅ ｔ ｔ ｅ ｎ ｒ ｓ ｍ ｃ ｊ ｓ ｖ ｔ ｌ ｒ ｕ ｉ ｒ ｕ ｕ ｎｏ ｕ ｒ ｕ ｏ
（． 江 同济 科 技 职业 学 院 ，１２ １杭 州 ；． 江大 学 建 筑 工 程 学院 ， １０ ７ 杭 州 ） １浙 ３ １３ ， Ｉ ２浙 ３０２ ，
摘 要 ： 近５ 年 的奥 运建 筑发 展 历 史中 ， 跨度 空 间结 构技 术 一直 处 于核 心地 位 。现 代奥 运 工程 中的各 在 ０ 大 种 大跨 度空 间 结构 根据 结构 类 型和 结构 特 点可 分 为薄 壳结 构 、 间 网络 结构 、 空 索杆 张 力结 构和 杂 交结 构等 几个
Ａｂ ｔａ ｔ Ｌ ｒｅ ｐ ｎ ｐ ｃ ｓｒ ｃｕ ｅ ｅ ｈ ｉｕ ｈ ｓ ｌ ｙ ｂ ｅ ｏ ｃ ｐ ｉｇ ｈ ｃ ｒ ｐａ ｅ ｓｒ ｃ ： ａｇ —ｓ ａ ｓ ａ ｅ ｔｕ ｔｒ ｔｃ ｎｑ ｅ ａ ａｗａ ｓ ｅ ｎ ｃ ｕ ｙｎ ｔｅ ｏ ｅ ｌｃ ｗｉｈｎ ｅ ｒｙ ｔ ｉ ｎ ａ ｌ ５ ｙ ａｓ ｆ ０ ｅ ｏ Ｏｌｍｐ ｃ ｕｌ ｉｇ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｉｔｒ ． Ｖａｉｕ ｌｒｅ－ ｐ ｎ ｐ ｃ ｓｒ ｃｕ ｅ ａ ｏ ｔｄ ｎ ｒ ｙ ｉ ｂ ｉ ｎ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｈ ｓｏｙ ｄ ｒｏ ｓ ａｇ ｓ ａ ｓ ａ ｅ ｔｕ ｔ ｒｓ ｄ ｐ ｅ ｉ ｍｏ ｅ ｄ ｍ
・
１ ２・ ０
建
筑
技
术
第 ４ 卷 第 ２期 ２ １ 年 ２月 １ ００
Ｖｏ ＿ １ Ｉ Ｎｏ２ ４ ． Ｆ ｂ ００ ｅ ．２ １
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大跨空 间结构在奥运场馆 中的实践 与发展
庞 崇 安 ２