鸟巢工程设计中的物理学知识
鸟巢结构分析
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。
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 ）
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 立面此结构、 顶面次结构形 成大跨度的空 间结构体系。
鸟巢顶 部平面 结构
鸟巢构建 时所搭建的 临时支撑框 架
鸟巢节点结构处理
国家体育馆——鸟巢
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关于鸟巢的知识点总结
关于鸟巢的知识点总结一、建筑设计鸟巢的建筑设计由瑞士建筑师赫尔佐格和德梅隆设计事务所设计，主要设计理念是将“鸟巢”文化与现代科技相结合。
鸟巢的外观呈现出一种层次丰富的钢结构网架，这种设计不但使整个建筑看起来非常壮观，而且还增加了建筑的稳定性。
鸟巢采用了大量的钢结构和玻璃材料，使得其非常轻盈。
采用玻璃围幕的设计使得鸟巢内部的采光效果非常好，同时又能够有效地防止雨水的侵入。
整个建筑的设计不但满足了体育场馆的功能需求，同时还保留了现代建筑的风格，成为了北京的地标性建筑。
二、建筑结构鸟巢的建筑结构非常独特，采用了一种叫做三维双向曲面网壳结构。
这种结构在世界范围内属于非常先进的技术，可以用最少的材料来承受最大的荷载。
鸟巢的结构体系既要满足建筑空间的要求，又要承受住体育馆各类活动的荷载，因此对于结构设计的要求非常高。
为了满足这一要求，建筑师通过复杂的计算和模拟，设计出了一种表面为双曲面网格的结构，这种结构既能够满足空间要求，又能够承受巨大的荷载。
这种结构设计使得鸟巢成为了一座在结构上非常科学的建筑，也是世界上最大的一座双曲面网壳结构建筑。
三、使用功能作为奥运会的主体育馆，鸟巢在奥运会期间举办了田径比赛和足球比赛等许多体育赛事。
此外，鸟巢还举办了奥运会闭幕式和开幕式等大型活动。
奥运会之后，鸟巢成为了北京市的一座重要体育场馆，经常举办一些大型体育赛事。
同时，鸟巢还成为了北京的旅游胜地，吸引了大量的游客前来参观。
此外，鸟巢还成为了举办大型音乐会和演唱会的场地，吸引了许多知名的音乐家和歌手前来表演。
四、维护保养鸟巢是一座非常复杂的建筑，其维护保养工作非常重要。
建筑师在设计的时候就考虑到了维护保养的问题，采用了许多先进的技术来保障鸟巢的长期使用。
鸟巢的钢结构部分进行了防腐处理，以防止钢材的氧化腐蚀。
同时，鸟巢的玻璃幕墙采用了自洁功能的玻璃材料，能够自动清洁，减少维护保养的工作量。
鸟巢内部的设施也进行了定期的检查和维护，确保了其长期使用。
鸟巢设计知识点归纳图
鸟巢设计知识点归纳图鸟巢是中国国家体育场，位于北京市奥林匹克公园内，是2008年北京奥运会主要场馆之一。
作为世界上最大的钢结构体育场，鸟巢的设计和建造充分展示了中国的工艺和创新能力。
下面将通过归纳图的形式，概括鸟巢设计的相关知识点。
一、结构设计1. 钢结构：鸟巢采用了大量的钢材，通过精密计算和模拟，确保结构稳固、承重能力强大。
2. 稳定性：鸟巢设计注重结构的稳定性，采用了合理的抗震设计，使建筑能够在地震等自然灾害中保持稳定。
3. 支撑系统：鸟巢的支撑系统采用了复杂而精确的设计，通过合理分布支撑点，确保整个建筑的平衡和稳定。
二、造型设计1. 形象建立：鸟巢的造型灵感来源于中国传统文化中的鸟巢，通过独特的造型，塑造了一个寓意深远的形象。
2. 运动性表现：鸟巢设计充分考虑到其作为体育场馆的功能需求，通过流线型和动感的线条设计，表达了运动的活力和速度感。
3. 空间分布：鸟巢内部空间的分布合理，确保观众能够获得最佳的观赛体验，同时还考虑了建筑的可持续性和环保性。
三、节能设计1. 太阳能利用：鸟巢在设计中考虑了太阳能的利用，通过安装太阳能电池板和光热利用系统，实现了一定程度的节能效果。
2. 通风设计：鸟巢设计注重通风系统的布置，利用自然通风和机械通风相结合的方式，提供舒适的室内环境，并减少对空调系统的依赖。
3. 材料选择：鸟巢设计中使用了一系列环保材料，包括可回收利用的钢材和混凝土，以及节能玻璃等，使建筑更加节能环保。
四、文化设计1. 古老文化的集合：鸟巢的设计中融入了丰富的中国文化元素，如中国结、琉璃等，展现了中国传统与现代运动的完美结合。
2. 艺术表达：鸟巢设计强调建筑本身的艺术价值，通过独特的形式和线条，体现了现代建筑的审美追求。
3. 软件设计：鸟巢作为奥运会主要场馆，还注重软件设计，包括服务设施、安保措施、交通规划等，为观众提供良好的体验。
根据以上对鸟巢设计知识点的归纳图，可以看出鸟巢设计注重结构的稳定性、造型的运动性、节能的环保性，以及文化的融合。
鸟巢设计相关知识点
鸟巢设计相关知识点鸟巢作为北京奥运会的主要场馆之一，是世界上最大的钢结构雀巢形建筑，备受世人瞩目。
它不仅在外观上与鸟巢相似，还采用了一系列的高科技设计和建造技术。
在本文中，将介绍鸟巢设计的一些相关知识点，包括结构设计、建造材料、建筑技术等方面的内容。
一、结构设计鸟巢的结构设计是整个建筑的核心和灵魂，它采用了创新的结构设计理念。
鸟巢的主要结构由两种不同类型的结构组成：外部结构和内部结构。
1. 外部结构鸟巢的外部结构主要由钢材构成，其形状仿照了鸟巢的自然形态。
通过精确的计算和模型分析，工程师们设计出了一种复杂的钢结构网壳，使得整个建筑物看起来像是一座巨大的鸟巢。
2. 内部结构鸟巢的内部结构则由混凝土和钢材组成。
内部结构的设计考虑了人流量、声学效果、安全等方面的因素。
鸟巢的内部座椅排布合理，能够容纳大量观众，而且在音响设计上也非常注重，使得观众能够获得良好的听觉体验。
二、建造材料1. 钢材鸟巢的钢结构承担了整个建筑的重量，因此所采用的钢材必须具备很高的强度和耐久性。
工程师们选择了高强度的钢材，同时还进行了防腐蚀处理，以保证鸟巢的长期稳定性。
2. 混凝土鸟巢的内部结构采用了大量的混凝土材料。
混凝土在建筑中具有良好的耐久性和抗压能力，能够为鸟巢的结构提供坚实的支撑。
三、建筑技术1. 变形控制技术由于鸟巢的外部结构是一种复杂的钢结构网壳，其形态和结构在施工过程中可能会出现变形。
为了控制这种变形，工程师们采用了先进的变形控制技术，通过精确的计算和监测，使得鸟巢在施工完成后能够保持稳定的形态。
2. 空间结构分析技术鸟巢的结构非常复杂，为了确保建筑物的结构稳定性和安全性，工程师们使用了先进的空间结构分析技术。
通过数值模拟和仿真分析，工程师们可以对鸟巢的结构进行精确的预测和评估，以便优化设计方案。
总结：鸟巢的设计与建造展示了中国工程师的卓越才能和创新精神。
通过创新的结构设计、选用适当的建筑材料以及运用先进的建筑技术，鸟巢成为了一座世界级建筑，为奥运会的成功举办做出了巨大的贡献。
奥运与物理
奥运与物理一.鸟巢1.高科技的建筑用材，和建筑技术一样是奥运场馆建设的坚实保证，同时也为我国的建筑用材迎来了新的挑战。
您知道是什么支撑起了巨大“鸟巢”的钢筋铁骨吗？那就是为“鸟巢”量身打造的“Q460”钢材据工程技术人员介绍，“Q460”是一种低合金高强度钢。
“Q”代表钢材的强度，“460”代表460兆帕（兆是10的6次方，帕是压强单位帕斯卡）。
“Q460”就是钢材受力强度达到460兆帕时才会发生塑性变形，也就是当外力泄掉后，钢材只能保持受力的形状而无法回复原形，这个强度要比一般钢材大。
2.半透明膜“维护”馆内草坪“鸟巢”体育场采用网架结构，但并非简单地把结构暴露在外，从体育场里面看，结构的外表面有一层半透明的膜，“如同中国的纸窗”。
这种设计不需要为体育场再另外加上像玻璃幕墙那样的表皮，可以大大降低成本。
使用这种半透明材料的另外一个好处是，体育场内的光线不是直接射进来的，而是通过漫反射，使光线更加柔和，解决了强烈光影带来的麻烦，由此形成的漫射光还可解决场内草坪的维护问题。
二.水立方“水立方”外层膜结构采用ETFE材料，质地轻巧，但强度却超乎想象，充气后可经得住汽车轧过去；膜的延展性非常好，耐火性、耐热性都很明显。
它可以拉到本身的三到四倍长都不会断裂，燃点在715度以上才能烧成一个窟窿，但是不扩散，也没有烟，也没有燃烧物掉下去。
这是世界范围内首次大面积使用ETFE的全封闭体育场馆。
1437块“泡泡”安装全部完工，充满魔幻色彩的水蓝色建筑宣布外观整体亮相。
下午，中建国际设计体育事业部总经理胡小明在做客官方网站聊天室时表示，“水立方”的设计充分考虑透气问题和声学问题，通过技术实现自然通风，并保证了馆内人们之间交流时的语言清晰度。
08祥云火炬中的物理知识2006年12月21日，2008年奥运会火炬“祥云”正式递交到了北京奥组委。
火炬高72厘米，重985克，燃烧时间可达15分钟，能在每小时65公里的风速和每小时雨量50毫米的情况下保持燃烧，零风速下火焰高度25至30厘米，能在强光和日光下识别和拍摄。
圆锥曲线的例子鸟巢
圆锥曲线的例子鸟巢摘要：1.引言：圆锥曲线的历史和应用背景2.圆锥曲线的定义和基本性质3.鸟巢与圆锥曲线的关系4.圆锥曲线在实际工程中的应用案例5.总结：圆锥曲线的重要性和发展方向正文：在我们的生活中，曲线无处不在，而圆锥曲线作为一种重要的曲线类型，不仅在数学领域具有深远的影响，还广泛应用于建筑、工程等实际领域。
从古至今，人类对圆锥曲线的研究和应用不断深入，其中，鸟巢的结构就与圆锥曲线有着密切的联系。
圆锥曲线的历史可以追溯到古希腊时期，数学家们对这种曲线进行了广泛的研究。
在古希腊数学家阿基米德的著作中，就有关于圆锥曲线的研究成果。
随着数学的发展，圆锥曲线逐渐被认为是一种具有普遍意义的曲线类型。
在现代数学中，圆锥曲线通常是指椭圆、双曲线和抛物线这三类曲线。
圆锥曲线的定义如下：平面上一个点P到定点F的距离与到定直线（称为准线）的距离之比为常数，那么点P的轨迹就称为圆锥曲线。
这个定义揭示了圆锥曲线的基本性质，如对称性、焦点等。
鸟巢，作为自然界中一种精妙的结构，其形状与圆锥曲线息息相关。
研究发现，鸟巢的形状往往遵循着圆锥曲线的规律。
例如，燕子的巢穴呈碗状，其形状接近于一个椭圆；而蜂鸟的巢穴则呈现出复杂的双曲线形状。
这些自然界中的鸟巢形状不仅为鸟类提供了舒适的居住环境，还体现了自然界数学美的奥秘。
在实际工程领域，圆锥曲线也有着广泛的应用。
以北京奥运会的主场馆“鸟巢”为例，其结构设计就充分运用了圆锥曲线的原理。
鸟巢的钢结构网格采用了椭圆曲线，这种曲线形状既美观又符合力学原理，为观众和运动员提供了良好的观赛体验。
除了鸟巢，许多现代建筑和桥梁设计中也采用了圆锥曲线，使得建筑物更加美观、实用。
随着科技的发展，圆锥曲线在数学、物理、工程等领域的应用将进一步拓展。
例如，在航空航天领域，飞行器的轨迹设计需要依赖圆锥曲线的知识；在地球物理学中，地震波的传播路径分析也涉及到圆锥曲线的研究。
总之，圆锥曲线作为一种重要的数学工具，其在实际应用中的价值不容忽视。
简析鸟巢原理
简析鸟巢原理鸟巢是一种奇妙的构造，它由鸟类用自然材料建造而成，提供给它们安全、温暖和舒适的栖息地。
鸟巢的设计和结构有着独特的原理，使其能够适应各种环境条件。
本文将简要分析鸟巢的原理，并探讨它们在建筑领域的应用。
一、材料选择鸟巢的材料选择取决于当地的资源和鸟类的喜好。
一般来说，鸟巢的主要材料包括树枝、树叶、草、羽毛等。
这些材料有着良好的隔热性能和适宜的柔韧性，能够保持鸟巢的结构稳定，并提供保温效果。
二、结构设计鸟巢的结构设计非常精巧。
有些鸟类会利用自己的唾液或其他黏性物质将材料粘合在一起，形成坚固的结构。
此外，鸟巢还采用了弧形和圆形结构，通过合理的重力分布和力学原理来提高鸟巢的稳定性。
鸟巢的内部通常设计有多个区域，分为巢室、孵化区和觅食区等功能区域。
三、适应环境鸟巢的设计和结构能够适应不同的环境条件。
对于居住在炎热地区的鸟类，鸟巢通常采用高耐热材料和通风孔，以降低温度和改善空气流通。
对于居住在寒冷地区的鸟类，鸟巢则采用保温材料和封闭结构，以防止热量散失。
四、应用前景鸟巢的设计原理在建筑领域具有广阔的应用前景。
例如，在低能耗建筑设计中，可以借鉴鸟巢的隔热原理和通风设计，降低能源消耗。
此外，利用鸟巢的结构设计和良好的重力分布，可以开发出更加稳定和坚固的建筑结构。
此外，通过仿生设计，可以开发出更加环保和可持续的建筑材料。
总结：鸟巢是鸟类独特的建筑奇迹，其设计和结构原理为我们提供了许多启示。
鸟巢的材料选择、结构设计和适应环境的能力都值得我们深思和借鉴。
在未来的建筑发展中，可以通过应用鸟巢原理，探索更加环保、节能和稳定的建筑解决方案。
鸟巢的存在不仅给我们带来美的享受，更为我们提供了对自然的思考和改进的机会。
鸟巢设计相关知识点总结
鸟巢设计相关知识点总结鸟巢作为北京奥运会的标志性建筑，以其独特的外观和创新的设计而备受瞩目。
本文将对鸟巢设计涉及的相关知识点进行总结，带您了解鸟巢背后的设计理念和技术细节。
鸟巢设计理念：1. 传承性文化符号：鸟巢的设计灵感源自中国古代器物“缽”，以传统文化的符号进行创新再造，表达了对传统的回归和传承，同时又秉承了现代性和创新性。
2. 生态环保理念：鸟巢采用了钢材和玻璃等环保材料，减少了资源的消耗和浪费，符合当代建筑发展的生态环保要求。
鸟巢的建筑形式也借鉴了鸟巢结构，利用自然形态的强大力量，使建筑结构更加坚固和稳定。
鸟巢设计技术要点：1. 结构设计：鸟巢的结构设计是一项技术难题，它采用了网壳结构系统，使用了大量的钢材并进行了精确的计算和模拟分析。
通过三维模型和有限元分析等工具，设计师可以准确地确定力的分布和结构的强度，保证了鸟巢的稳定性和安全性。
2. 外观设计：鸟巢的外观设计独特而富有艺术感。
设计师通过对鸟巢形态的精准模拟和虚实结合的手法，将鸟巢的外观设计得以实现。
通过虚拟现实技术和数字化建模等工具，设计师可以更好地预测和展示建筑的外观效果，确保设计的准确性。
3. 施工工艺：鸟巢的施工过程需要克服众多的技术难点和挑战，其中包括了材料的选择、各个结构节点的连接、外墙的施工以及内部空间的整体布局等。
设计师和施工人员通过先进的建筑技术和工艺，确保了鸟巢建筑的施工质量和工期的控制。
4. 照明设计：鸟巢的夜景是其设计的重要组成部分。
照明设计充分考虑了鸟巢的特色和内外部结构的表达需求，以灯光的照射和投射，将鸟巢点亮，形成别样的景观效果。
通过灯光的运用，设计师创造了一种动态、多元、变化的夜景风貌。
总结：鸟巢设计的背后，是设计师们数年的努力和创新精神的体现。
鸟巢的成功建设不仅仅是一项技术壮举，更是中国建筑事业的里程碑和中国现代建筑设计的杰作。
鸟巢的设计不仅展示了中国古老文化与现代科技的结合，同时也为世界注入了新的设计理念和创造力。
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鸟巢工程设计中的物理学知识
国家体育场建筑顶面呈鞍形，长轴为332.3米，短轴为296.4米，最高点高度为68.5米，最低点高度为42.8米。
在保持“鸟巢”建筑风格不变的前提下，新设计方案对结构布局、构建截面形式、材料利用率等问题进行了较大幅度的调整与优化。
原设计方案中的可开启屋顶被取消，屋顶开口扩大，并通过钢结构的优化大大减少了用钢量。
大跨度屋盖支撑在24根桁架柱之上，柱距为37.96米。
主桁架围绕屋盖中间的开口放射形布置，有22榀主桁架直通或接近直通。
为了避免出现过于复杂的节点，少量主桁架在内环附近截断。
钢结构大量采用由钢板焊接而成的箱形构件，交叉布置的主桁架与屋面及立面的次结构一起形成了“鸟巢”的特
殊建筑造型。
主看台部分采用钢筋混凝土框架一剪力墙结构体系，与大跨度钢结构完全脱开。
“鸟巢”是2019年北京奥运会主体育场。
由2019年普利茨克奖获得者赫尔佐格、德梅隆与中国建筑师合作完成的巨型体育场设计，形态如同孕育生命的“巢”，它更像一个摇篮，寄托着人类对未来的希望。
设计者们对这个国家体育场没有做任何多余的处理，只是坦率地把结构暴露在外，因而自然形成了建筑的外观。
“鸟巢”以巨大的钢网围合、覆盖着9.1万人的体育场；观光楼梯自然地成为结构的延伸；立柱消失了，均匀受力的网
如树枝般没有明确的指向，让人感到每一个座位都是平等的，置身其中如同回到森林；把阳光滤成漫射状的充气膜，使体育场告别了日照阴影；整个地形隆起4米，内部作附属设施，避免了下挖土方所耗的巨大投资。
鸟巢是一个大跨度的曲线结构，有大量的曲线箱形结构，设计和安装均有很大挑战性，在施工过程中处处离不开科技支持。
“鸟巢”采用了当今先进的建筑科技，全部工程共有二三十项技术难题，其中，钢结构是世界上独一无二的。
“鸟巢”钢结构总重4.2万吨，最大跨度343米，而且结构相当复杂，其三维扭曲像麻花一样的加工，在建造后的沉降、变形、吊装等问题正在逐步解决，相关施工技术难题还被列为科技部重点攻关项目。
说起Q460钢材，大多数人可能都不了解。
“鸟巢”结构设计奇特新颖，而这次搭建它的钢结构的Q460也有很多独到之处：Q460是一种低合金高强度钢，它在受力强度达到460兆帕时才会发生塑性变形，这个强度要比一般钢材大，因此生产难度很大。
这是国内在建筑结构上首次使用Q460规格的钢材；而这次使用的钢板厚度达到110毫米，是以前绝无仅有的，在国家标准中，Q460的最大厚度也只是100毫米。
以前这种钢一般从卢森堡、韩国、日本进口。
为了给“鸟巢”提供“合身”的Q460，从2019年9月开始，河南舞阳特种钢厂的科研人员开始了长达半年多的科技攻关，前后3次试
制终于获得成功。
如今，为“鸟巢”准备的Q460钢材已经开始批量生产。
2019年，400吨自主创新、具有知识产权的国产Q460钢材，将撑起“鸟巢”的铁骨钢筋。
——小鸟筑巢
从东刚果至南非州热带稀树干草原，常常可以见到有一种叫苍头燕雀的织布鸟。
它们用草和许多不同柔韧度的纤维织成的巢，象一粒粒奇异的果实一样悬挂在树枝上。
织布鸟选择结实的动物毛发——最常见的是斑马或羚羊身上的毛，将巢牢牢地系在树枝上，还用嘴将毛发缠成总是一个式样的结子作为记号。
这样的鸟巢能承受在里面栖身的一对成年雀鸟和几只幼鸟的全部重量，任凭风吹雨打也不会脱落下来。
本世纪初，自然科学爱好者矣热恩·玛雷发现年轻的雀鸟在筑巢时并未仿效它们的年长伙伴。
为了排除年轻雀鸟受训的可能，矣热恩从织布鸟巢取走几粒卵，把它们偷偷地放到他家哺养的金丝雀的巢里去孵化。
当雏鸟破壳而出逐渐长大后，又把它们转移到另一个特定的地方，让它们在那里结成“伴侣”，生儿育女，同时不让它们获得可供筑巢的任何合适材料，而是让它们直接把卵产在笼底。
产下的卵又取走，再让金丝雀孵化……就这样反复试验，使得第四代的织布鸟不仅断绝了与前辈和自然界的联系，而且完全被人工所驯化。
现在，他在鸟笼里放进一小撮草，一些纤细树枝和纤维物。
织布鸟就在笼里利用这些材料开始工作。
很快，鸟儿就编好了悬挂在笼子里的巢，而且其式样与它们自由自在的上几代所营造的巢毫无二致。
它们熟谙营造技术，这方面的知识绝不比它们的曾祖、高祖逊色。
它们也懂得用松软但不够结实的马的毛垫在笼子底部，而决不会将它错织到巢壁上。
如材料有剩，它们就会用剩料来加固巢与笼上树条的联接，用它扎成带“商标”的特别的结子。