建筑結(jié)構(gòu)-國家體育館鳥巢課件

建筑結(jié)構(gòu)——國家體育館鳥巢全世界跨度最大的鋼結(jié)構(gòu)建筑總長36公里，交錯扭曲的鋼條看起來像是隨意放置，不過事實上每根梁柱與每個接點都必須精確定位，非常有秩序地撐起整座體育館的重量。整個建筑通過巨型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)聯(lián)系，由結(jié)構(gòu)的組件相互支撐，內(nèi)部沒有一根立柱。結(jié)構(gòu)：

從形式上講：鋼結(jié)構(gòu)形成整體的巨型空間馬鞍形鋼桁架編

織式“鳥巢”結(jié)構(gòu)。從材料上講：看臺地下1層為混凝土結(jié)構(gòu)，地上7層為鋼筋

混凝土框架，體育館的外部為鋼結(jié)構(gòu)，體

育館屋頂鋼結(jié)構(gòu)上覆蓋了雙層膜結(jié)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)體系上講：體育館的混凝土看臺為剪力墻結(jié)構(gòu)。（是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱，能承擔各類荷載引起的內(nèi)力，并能有效控制結(jié)構(gòu)的水平力，這種用鋼筋混凝土墻板來承受豎向和水平力的結(jié)構(gòu)稱為剪力墻結(jié)構(gòu)）國家體育館結(jié)構(gòu)跨度大，樁基礎上講在豎向受力的同時還有比較大的水平受力，因此只能使用特殊的技術(shù)解決樁承載力的問題。首先在樁里埋設了壓漿管，然后在樁基灌注完成的兩天后，再通過往里面注水泥漿的方法，改善樁周的土的承載性能，使樁的承載力大大提高。體育館寬闊而復雜的結(jié)構(gòu)，使得它不得不承受很大的非傳統(tǒng)應力，除了縱向拉力外，它還將承受強大的橫向拉力。它的結(jié)構(gòu)形狀有弧度，不同的部位之間都有拉力，這對離支柱最遠的橫梁中間點會施加非常沉重的應力為了保證“鳥巢”的安全性，在“鳥巢”受力最為集中的24根柱子和柱角上使用了我國自主創(chuàng)新生產(chǎn)的Q460特型鋼材?？蒲腥藛T通過幾千次的試驗最終尋找到了鋼材合適的配方配比

保證了鳥巢的抗震性、抗低溫性、焊接性，鑄就了“鳥巢”的鐵骨鋼筋。一連串互相交錯的鋼鐵桁架，最長313公尺，圍繞住中間的混凝土座位區(qū)，鋼鐵互相支撐像真正鳥巢里交錯的枝條

在鳥巢的主桁架的結(jié)構(gòu)設計中，多采用了三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)支撐。屋蓋主體結(jié)構(gòu)實際上是由兩向不規(guī)則斜交的平面桁架系組成的約為340m×290m的橢圓平面網(wǎng)架結(jié)構(gòu),網(wǎng)架外形呈微彎形雙曲拋物面,周邊支承在不等高的24根立體桁架柱上,每榀桁架與約為140m×70m長橢圓內(nèi)環(huán)相切或接近相切70％以上都是雙斜柱——一根柱子在垂直面上扭轉(zhuǎn)兩次垂直剖面水平剖面鋼結(jié)構(gòu)與混凝土看臺上部完全脫開，互不相連，形式上呈相互圍合，基礎則坐在一個相連的基礎底板上。大量采用空間彎扭構(gòu)件、節(jié)點復雜，安裝難度大。無論是主結(jié)構(gòu)之間，還是次結(jié)構(gòu)之間，都存在多根桿件（多達10根）空間交匯現(xiàn)象。國家體育場屋頂鋼結(jié)構(gòu)上覆蓋了雙層膜結(jié)構(gòu)。

即固定于鋼結(jié)構(gòu)上弦之間的透明的上層ETFE膜

和固定于鋼結(jié)構(gòu)下弦之下及內(nèi)環(huán)側(cè)壁的半透明的下層PTFE聲學吊頂。

世界最大透明頂棚

其中外層膜由884塊ETFE膜組成，在這884塊膜中面積最小的不超過1平方米，而面積最大的達到250平方米，整個鋪設面積接近4萬平方米。

150噸履帶吊柱腳分段分段1分段2分段3"鳥巢"的外觀之所以獨創(chuàng)為一個沒有完全密封的鳥巢狀，就是考慮既能使觀眾享受自然流通的空氣和光線，又盡量減少人工的機械通風和人工光源帶來的能源消耗。"巢"內(nèi)使用的光源，都是各類高效節(jié)能型環(huán)保光源。在行人廣場等室外照明中也盡可能地采用太陽能發(fā)電照明系統(tǒng)。在"鳥巢"中足球場地的下面是312口地源熱泵系統(tǒng)井。它通過地埋換熱管，冬季吸收土壤中蘊含的熱量為"鳥巢"供熱；夏季吸收土壤中存貯的冷量向"鳥巢"供冷，能節(jié)省不少電力資源。在“鳥巢”的頂部裝有專門的雨水回收系統(tǒng)，被收集起來的雨水最終變成了可以用來綠化、沖廁、消防甚至是沖洗跑道的回收水。諸多先進的綠色環(huán)保舉措使國家體育場成為了名副其實的大型"