建筑结构——国家体育馆鸟巢

在鸟巢 的主桁架的 结构设计中， 多采用了三 角形稳定结 构支撑。
鸟巢顶部主 结构平面图
每个大跨度 的主桁架通 过之间的契 合，搭建并 通过与立面 结构、顶面 次结构形成 大跨度的空 间结构体系。
屋盖主体结构实际上是由两向不规则斜交的平面桁架系组成的约为 340m ×290m 的椭圆平面网架结构,网架外形呈微弯形双曲抛物面, 周边支承在不等高的24 根立体桁架柱上,每榀桁架与约为140m ×70m 长椭圆内环相切或接近相切
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其中外层膜由884块ETFE膜 组成，在这884块膜中面 积最小的不超过1平方米 ，而面积最大的达到250
平方米，整个铺设面积 接近4万平方米。
固定于钢结构下弦之下及内环侧壁的半透明的下层PTFE声 学吊顶。
分段1 柱脚分段
分段2
分段3
150吨履带吊
另外，国家体育场 在建设中采用了先 进的节能设计和环 保措施，比如良好 的自然通风和自然 采光、雨水的全面 回收、可再生地热 能源的利用、太阳 能光伏发电技术的 应用等。
"鸟巢"的外观之所以独创为一个没有完全密封的鸟巢状，就是考虑既能 使观众享受自然流通的空气和光线，又尽量减少人工的机械通风和人工 光源带来的能源消耗。"巢"内使用的光源，都是各类高效节能型环保光 源。在行人广场等室外照明中也尽可能地采用太阳能发电照明系统。在" 鸟巢"中足球场地的下面是312口地源热泵系统井。它通过地埋换热管， 冬季吸收土壤中蕴含的热量为"鸟巢"供热；夏季吸收土壤中存贮的冷量 向"鸟巢"供冷，能节省不少电力资源。在“鸟巢”的顶部装有专门的雨 水回收系统，被收集起来的雨水最终变成了可以用来绿化、冲厕、消防 甚至是冲洗跑道的回收水。诸多先进的绿色环保举措使国家体育场成为 了名副其实的大型"绿色建筑"。
看台 钢筋混凝土结构
Fra Baidu bibliotek
混凝土结构
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剪力墙结构
———————— 外部框架
钢结构
国家体育馆结构跨度大，桩基础上讲在竖向受力的同时还有比较大 的水平受力，因此只能使用特殊的技术解决桩承载力的问题。 首先在桩里埋设了压浆管，然后在桩基灌注完成的两天后，再通过 往里面注水泥浆的方法，改善桩周的土的承载性能，使桩的承载力 大大提高。
空间扭曲构建的制作
“鸟巢”外罩由不规 则的钢结构构件编 织而成，其中边长 一米的方钢管被连 接成120多根长短不 同、倾斜角度多样
的钢柱
垂直剖面
水平剖面
70％以上都是双斜柱——一根柱子在垂直面上 扭转两次
钢结构与混凝土看台上 部完全脱开，互不相连， 形式上呈相互围合，基 础则坐在一个相连的基
础底板上。
最终寻找到了钢材合适的配方配比 保证了鸟巢的抗震性、抗低温性、焊 接性，铸就了“鸟巢”的铁骨钢筋。
一连串互相交错的钢铁桁架，最长313公尺，围绕住中间的混凝 土座位区，钢铁互相支撑像真正鸟巢里交错的枝条
最高的钢柱全长 21米，横跨体育 场一至四层；最
倾斜的钢柱和地 面的夹角达到59 度，钢柱的最大 自转角度超过45 度。
从材料上讲：看台地下1层为混凝土结构，地上7层为钢筋 混凝土框架 ，体育馆的外部 为钢结构，体 育馆屋顶钢结构上覆盖了双层膜结构。
从结构体系上讲： 体育馆的混凝土看台为剪力墙结构。（是 用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，能承担各 类荷载 引起的内力，并能有效控制结构的水平力，这 种用钢筋混凝土 墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构 ）
大量采用空间弯扭构件、节点复杂，安
装难度大。无论是主结构之间，还是次 结构之间，都存在多根杆件（多达10根
）空间交汇现象。
世界最大 透明顶棚
国家体育场屋顶钢结构上 覆盖了双层膜结构。
即固定于钢结构上弦之间 的透明的上层ETFE膜 和固定于钢结构下弦之下 及内环侧壁的半透明的下 层PTFE声学吊顶。
建筑结构 ——国家体育馆鸟巢
全世界跨度最大的钢结构建筑
总长36公里，交 错扭曲的钢条看 起来像是随意放 置，不过事实上 每根梁柱与每个 接点都必须精确 定位，非常有秩 序地撑起整座体 育馆的重量。整
个建筑通过巨型网状结构联系，由结构的组件相互 支撑，内部没有一根立柱。
结构：
从形式上讲： 钢结构形成整体的巨型空间马鞍形钢桁架编 织式“鸟巢”结构。
体育馆宽阔而复杂的结构，使得它不得不承受很大的非传统应力， 除了纵向拉力外，它还将承受强大的横向拉力。它的结构形状有弧 度，不同的部位之间都有拉力，这对离支柱最远的横梁中间点会施 加非常沉重的应力
为了保证“鸟巢”的安全性，在“鸟 巢”受力最为集中的24根柱子和柱角 上使用了我国自主创新生产的Q460特 型钢材。科研人员通过几千次的试验