国家体育场-鸟巢立面次结构及钢梯

针对国家体育场( 鸟巢) 工程主钢结构构件体型大, 重量重, 形状复杂, 安装精度要求高, 就位后安全稳固措施难度大等特点, 从桁架柱单机吊装技术和双机抬吊技术、主桁架三机吊装技术和单机吊装技术、桁架柱和主桁架安装稳固措施等方面进行了深入研究, 总结出国家体育场钢结构主结构吊装的成套技术成果, 确保了施工质量完全满足设计及验收标准的要求。

国家体育场就像一个巨大的容器，外观既为建筑的结构，结构的组件相互支撑，形成网络状的构架，像由树枝编织成的鸟巢，体育场屋顶构架之间的空间用充气透明ETFE充气膜填充，使立面与结构达到了完美的统一。

工程技术人员在熟悉图纸的基础上,有针对性的对工人培训,使工人对专业有所了解，特别是重要部位要细致讲解，同时，工程技术人员与工人共同讨论，制定出比较好的施工方案，提高质量，缩短工期。

1 工程概况 国家体育场钢结构工程由24榀拉通或基本拉通的门式刚架围绕着体育场内部碗状看台区旋转而成，交叉布置的主结构与屋面、立面的次结构一起编织成“鸟巢”的造型。所有钢结构构件形成结构及建筑外形，如图1-1所示。 钢结构屋面呈双曲面马鞍型，最高点高度为68.5米，最低点高度为40.1米；平面上呈椭圆形，长轴最大尺寸约333米、短轴最大尺寸约296米；屋盖中部的开口内环呈椭圆型，长轴约190米，短轴约为124米；大跨度屋盖支撑在24根桁架柱之上，柱距为37.958米。 屋面主桁架矢高12.000m，上弦杆截面基本为1000mm×1000mm，下弦杆截面基本为800mm×800mm，腹杆截面基本为600mm×600mm；屋面钢结构总重量约14000吨，竖向荷载通过24根组合钢结构柱传递至基础。

国家体育场钢结构工程由24榀门式刚架围绕着体育场内部混凝土碗状看台区旋转而成，其中22榀拉通或基本拉通。大跨度钢结构大量采用由钢板焊接而成的箱形构件，交叉布置的主结构与屋面、立面的次结构一起编织成“鸟巢”的造型。所有钢结构构件形成结构及建筑外形

本文介绍了国家体育场主体钢结构的初步设计方案设计了一种造型与其和谐的移动屋盖。本文对国家体育场结构进行的初步优化设计显示，优化后的国家体育场结构不仅重量可降低60%左右而且静动力特性也将得到一定程度的改善。

鸟巢测量方案，希望给业内人士有所帮助！现场测量工作包括：建筑物平面控制网的加密及竖向传递；高程控制网的加密及其传递；桁架柱、桁架梁的位置、垂直度及标高的控制，钢构件（柱脚板、预埋件、锚梁板、支撑塔架等）的安装测控等。

国家体育场是2008年北京奥运会的主体育场，工程建筑面积为25.8万平方米，占地20.4万平方米，建筑顶面呈马鞍形。

鸟巢环绕型大型体育场

本工程的空间钢结构由一系列 门式桁架围绕着体育场内部碗状座席区旋转而成，结构组件相互支撑，形成网格状构架，组 成体育场整体的“鸟巢”造型。所有的钢结构构件自然裸露在外，不加幕墙或其他外墙的粉 饰，形成建筑物独有的外观特点。 附图

根据对支撑设计技术条件的分析，支撑设计、分析主要分两个施工阶段来考虑：主桁架安装阶段、主桁架合拢后的卸载阶段，两个阶段的控制荷载各不相同。

国家体育场钢结构工程由24榀拉通或基本拉通的门式刚架围绕着体育场内部碗状看台区旋转而成，交叉布置的主结构与屋面、立面的次结构一起编织成“鸟巢”的造型。所有钢结构构件形成结构及建筑外形，如图1-1所示。 钢结构屋面呈双曲面马鞍型，最高点高度为68.5米，最低点高度为40.1米；平面上呈椭圆形，长轴最大尺寸约333米、短轴最大尺寸约296米；屋盖中部的开口内环呈椭圆型，长轴约190米，短轴约为124米；大跨度屋盖支撑在24根桁架柱之上，柱距为37.958米。

现代大型国家体育场模型

摘 要：针对国家体育场建筑耐久性设计要求，开展了耐久性混凝土试验及工程应用研究。在配合比研究基础上，选择6组不同配合比，进行氯离子渗透试验和平板抗裂试验，分析了各种配合比因素的影响。在工程现场，对浇筑成型后的实体结构混凝土氯离子含量、碱含量、表面渗透率、表面裂纹等指标进行了检测。经综合评估，国家体育场混凝土结构工程寿命可以达到100a以上。

国家体育场在立面设计有24部大楼梯,结构跨度大,支撑条件复杂,保证其在密集人流下的安全性与舒适非常重要。本文对立面大楼梯的动力特性进行了理论分析,并采用脉动法对其自振周期、振型进行测试,组织大量人流进行人群激励响应测试,确保奥运会期间及赛后运营中的使用要求。

国家体育场经过“ 奥运瘦身计划”后, 取消了可开启屋顶, 但屋面整体上仍保留了无规律 的造型。由于座面钢结构和膜结构共同组成的大小、高低不一的多个分块间互不连通, 膜结构 低于钢梁上表面, 这些巨大的“ 水池”在降雨时若不能及时排除雨水, 将会给及顶的安全性带 来严重问题。介绍了无规则屋面汇水面积的确定, 积水荷载, 降雨荷载, 因雨水斗堵塞造成失误的概 率等国家体育场屋面雨水排水的核心问题。

主桁架围绕屋盖中间的开口放射型布置，与屋面及立面的次结构一起形成了“鸟巢”的特殊建筑造型。大跨度屋盖支撑在周边的24根桁架柱之上，主桁架尽可能直通或接近直通，并在中部形成由分段直线构成的内环洞口。为了避免出现过于复杂的节点，4榀主桁架在内环附近截断。用分段直线代替主桁架空间弯扭曲线弦杆，减少构件的加工难度。将腹杆倾斜角度控制在60°左右，网格大小尽量均匀，上下弦节点对齐，具有较好的对称性。桁架柱、弦杆与腹杆形成完整的桁架，腹杆主要连接于外柱与立面次结构的交点。腹杆轴线与内外柱轴线在同一平面内，腹杆宽度为1200mm，与菱形内柱同宽。在屋盖上弦采用膜结构作为屋面围护结构，屋盖下弦采用声学吊顶。主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。

支撑塔架设计的技术条件来源于支撑卸载分析的结果，它给出了整体、分级同步的卸载过程中，各个支撑点在各个卸载子步的反力情况。统计其中每个点在所有步骤中的最大反力就是施加在支撑塔架上的使用荷载。 同时，在桁架的安装过程中，虽然支撑塔架所受的竖向力没有在卸载过程中相应支撑点最大反力大，但先内环、后外环的安装顺序使得施工过程主桁架独立承受的风荷载很大，并作为一个水平集中荷载施加在塔架的柱顶。因此，主桁架在安装过程中所受的风荷载也是支撑塔架受力分析的一个控制工况。 国家体育场的建筑顶面呈双曲马鞍形，最高点高度为69.1m，最低点高度为40.7m。这样的屋盖外形也决定其安装过程中的支撑塔架的顶面整体外形也呈马鞍形、塔架高，这是支撑设计的又一技术条件。

马拉维国家体育场结构分为看台和钢结构屋盖两部分。看台属于超长结构，采用钢筋混凝土框架结构体系;钢结构屋盖采用立体拱桁架 + 联系桁架结构体系。钢结构屋盖拱脚支墩采用重力式天然基础，并配合预应力钢丝束与看台底板拉结，通过基础底部的摩擦力、支墩背部的被动土压力以及预应力钢丝束拉力共同抵抗钢结构屋盖内外拱的水平推力，其中支墩背部的被动土压力作为结构安全贮备。通过合理设计钢结构屋盖拱脚支墩的平面形状使钢结构屋盖内外拱的拱脚水平推力与基础底板拉力的合力点位于墩台的形心位置，从而使拱脚基础反力均匀布置。

由各榀贯通的主桁架交叉形成的“内环桁架”平面尺度很大，而且截面板厚比调整设计前有了较大幅度的减小，同时存在较大的高差，整体刚度较差；

根据国家体育场主题钢结构安装方法--分段吊装高空组拼方法，以及支撑卸载点多、分布范围广等实际情况，从钢结构支撑卸载过程的支撑反力分析入手。

膜结构建筑是21世纪最具代表性的一种全新的建筑形式，至今已成为大跨度空间建筑的主要形式之一。它集建筑学、结构力学、精细化工、材料科学与计算机技术等为一体，建造出具有标志性的空间结构形式，它不仅体现出结构的力量美，还充分表现出建筑师的设想，享受大自然浪漫空间。本文介绍了奥运会主体育场“鸟巢”的设计理念、外形结构及其膜材料结构。

本文冲场地照明标准、场地照明的其它要求、场地照明方式、场地照明控制方式、场地照明控制、灯具与光源、光学系统等方面论述了国家体育场场地照明设计。

·本工程地下结构复杂，24个钢结构组合柱下桩承台最厚达10.1m，12个核心筒承台深度不一，人防要员避难所和消防泵房，以及其他大量桩承台类型多、标高变化大，施工时须统筹考虑，动态控制，对局部施工部位需采取非常规措施安排施工。 ·基座部分混凝土结构须等到钢结构施工完毕以后才能施工；而1/F轴地下环梁施工须考虑为钢结构斜柱预留位置，同时又为地上混凝土斜柱施工创造施工条件，因此施工缝无法按常规留设，很多部位施工缝均需与设计洽商确定。 ·钢结构安装施工方案在施工看台区域布设78个临时支撑钢架，临时支撑钢架的位置很不规则，大大增加混凝土结构的施工难度。 ·本工程设计使用年限100年，混凝土结构的耐久性要求非常高，同时混凝土表观质量要求达到清水效果，本工程底板、P承台属超长及大体积混凝土结构，因此混凝土施工中应从原材料选择、模板选型以及施工现场施工操作严格把关。 ·纤维混凝土抗裂的应用，试验、试配及施工工艺需专门研究。

以国家体育场设计为例介绍了雨水收集及相关建筑节能设计的先进理念和详细做法，希望能对大家疑惑的建筑节能设计有所帮助。

根据JGJ81-2002《建筑钢结构焊接技术规程》的有关规定，国内首次用于钢接构工程的钢材（包括钢材的牌号于标准相符但微合金强化元素类别不同和供货状态不同或国外钢号国内生产）的必须进行焊接工艺评定。有部份Q460、S460ML首次使用，因此严格按规程要求进行了全面的焊接工艺评定，并根据工艺评定试验结果，编制了详细的焊接工艺规程，确保了工程施工焊接质量。试验程序如下图。

同时，施工过程中结构本身因自重和温度变化均会产生变形，加之，结构形体复杂，箱型断面构件的位置和方向性强，安装精度很难控制。

主要从定性和定量两方面对国家体育场钢结构安装工程进行了整体提升 、高空滑移、局部提升+高空散装和高空散装四种方案进行比选，根据结果提出国家钢结构工程最终的总体安装方案。

在国家体育场修改初步设计中首次采用CATIA软件,解决复杂建筑的空间建模问题;中厚钢板采用Q345GJ钢材,有效降低了用钢量;在进行大跨度结构计算与优化时,分别考虑了常遇地震、中震与罕遇地震作用;提出太阳辐射引起结构温升的计算方法,合理确定安装合拢温度;运用单元逐次激活的技术,进行施工过程分析;根据管桁架和次结构杆件的特点,合理确定压杆的计算长度系数;研究了在次结构薄壁箱形构件内部设置纵向加劲肋对改善板件局部稳定性及延性的影响;提出主桁架单K节点、双K节点、桁架柱带有内部加劲肋节点及铸钢转换节点构造;通过动力特性分析,确认了立面大楼梯在人群挤塞荷载下的舒适性.

本方案为国家体育场鸟巢暖通、给排水、消防、机电工程项目施工组织设计，共118页 工程概况 国家体育场机电工程项目主要包括：暖通工程、给排水工程、强电工程、弱电工程、燃气工程和电梯工程。由于本工程设计单位和施工单位同属一个联合体内，故所有系统均为设计认可，并将随工程的进展不断进行完善和补充。

国家体育场工程是北京2008 年奥运会开闭幕式主会场和田径主赛场。位于北京市奥林匹克公园中心区内，紧邻北京城市中轴线，与国家体育馆和国家游泳中心相对于中轴线均衡布置。由主体育场、室外热身场和室外基座三个子单位工程组成。 工程于2003年12月24日开工，于2004年7月30日停工进行优化设计，于2004年12月28日复工，于2005年11月15日钢筋混凝土主体结构封顶。于2006年11月30日钢结构安装完成，进行基座、热身场装饰装修和机电设备安装施工。目前总承包合同规定的施工内容全部完成施工。

国家体育场是北京奥林匹克公园内的标志性建筑，也是北京最大的、具有国际先进水平的多功能体育场。国家体育场将成为奥林匹克运动留给城市的宝贵遗产和城市建设的新亮点。

国家体育场位于奥林匹克公园中心区的南部,主体建筑紧邻北京城市中轴线,并与国家体育馆和国家游泳中心相对于中轴线均衡布置。国家体育场主体建筑西侧为距景观路200米的中轴线步行绿化广场,东侧是环境优美的水面和湖边路,南侧临南一路,北侧临成府路,其中成府路在地下空间穿过用地(路面-7.8m国家体育场是北京奥林匹克公园内的标志性建筑,也是北京最大的、具有国际先进水平的多功能体育场。国家体育场将成为奥林匹克运动留给城市的宝贵遗产和城市建设的新亮点。国家体育场占地面积20.29公顷,总建筑面积约258,000m2。地下一层,地上六层,首层地面高出街道表面3.3米,比赛场地标高高出城市街道表面1.5米。东西向长约270m,南北向长约300m。

国家体育场是北京奥林匹克公园内的标志性建筑，也是北京最大的、具有国际先进水平的多功能体育场。国家体育场将成为奥林匹克运动留给城市的宝贵遗产和城市建设的新亮点。

国家体育场大型柱脚_混凝土承台设计研究

国家体育场钢结构工程现场焊接工艺评定具有技术要求高、复杂、工作量大的特点，是一项典型的系统工程，由于焊接工艺评定的地位特殊，是焊接工程十分重要的技术环节

国家体育场大跨度钢结构罕遇地震性能分析

本资料为：上海某体育场立面布线cad图纸全套。内容包括：南立面，西立面。内容详实，可供参考。

2．主要施工工艺 柱、梁分别单独施工。混凝土柱首先浇筑到梁底，然后绑扎梁板钢筋，整体浇筑梁板混凝土。 0层与其他层的层间直柱与斜柱均一次浇筑成型，跨层柱采用分段施工，每段施工高度与对应层高相同。 3．模板的配置方式 斜柱模板采用“下异型板+中标准板+上异型板”的方式配置。在流水作业过程中异型板满足相同倾斜角和旋转角的斜柱的应用，主要在不同层间流水；标准板满足同一层间分段流水与不同层间流水中应用。 模板的流水配置数量见《0层SW区流水段施工模板数量表》。通过优化比较确定三段流水从77轴向57轴流水时模板总量最少。

在工程开工后总承包施工单位，按照法律、法规，规范标准的要求，建全了项目组织机构和项目质量体系，建立了各项责任制和管理制度，制定了明确的质量目标，认真贯彻奥运工程 “五统一”和人文、科技、绿色奥运“三大理念”，制定了施工组织总设计、施工组织设计；以及专项工程方案520个，召开了关键、特殊工程技术方案专家论证会近80个，并完成了近20项国家和北京市科技攻关课题，取得了10余项国际水平的技术成果，完成了全国建筑业新技术应用示范工程。在市建委工程质量监督总站奥运工程监督组的过程监督与指导下，业主、设计、监理密切配合，按照规定程序组织各阶段的施工与工程验收。