鸟巢钢结构工程介绍
国家体育场鸟巢立面次结构及钢梯安装方案
国家体育场鸟巢立面次结构及钢梯安装方案国家体育场鸟巢是中国北京2008年奥运会的主体育场馆，也是一座标志性建筑。
本文将介绍国家体育场鸟巢立面次结构及钢梯安装方案。
一、鸟巢立面次结构鸟巢立面次结构主要由钢结构组成，其基本组成结构包括竖向拉杆系统、水平主梁系统和排水系统。
竖向拉杆系统：竖向拉杆系统是鸟巢立面次结构的主要支撑系统，共有24个支撑点分布在鸟巢外壳的主横梁下方。
拉杆采用了高强度钢材，直径为145毫米，采用了两条拉杆交叉操作，用于支撑鸟巢外壳，并传递竖向荷载。
水平主梁系统：水平主梁系统是组成鸟巢立面次结构的另一个重要组成部分，它由约48根半径为38毫米的主梁组成，主梁之间相连成网格状结构。
水平主梁系统承载鸟巢外壳竖向风荷载的同时，也能承载由鸟巢悬臂板传递下来的横向荷载，并将荷载传递到竖向拉杆系统中。
排水系统：排水系统是鸟巢立面次结构最终完善和保证使用寿命的关键部分，它主要由双排水槽和水口组成，排水槽沿主横梁位置相对较高的一侧设置。
双排水槽的作用是收集从鸟巢外壳顶部流下的雨水，将其引导到排水口进行排除。
二、钢梯安装方案在鸟巢立面次结构内设置了大量的钢梯，以方便维修人员进行日常维护和检查。
钢梯一般设置在主横梁的两侧，呈环状分布，每个环上约有20多级钢梯，高度达到了70多米。
钢梯的安装是个十分艰巨的工程，需要经过详细的规划和安排，下面是具体的安装方案：1. 钢梯部件制造首先需要在制造厂进行生产和制造，制造完成后进行运输，并进行检验。
2. 安装钢梯导轨在竖向拉杆系统上，首先需要安装钢梯导轨，用以支撑钢梯并保证其稳定性。
3. 安装，连接钢梯脚手架安装好钢梯导轨后，需要搭建支撑钢梯的脚手架，脚手架需要牢固可靠，能够承受钢梯的重量和人员的重量。
4. 安装钢梯安装好脚手架之后，需要通过吊车将钢梯逐一安装到导轨上，整个钢梯的安装过程需要根据方案设计和操作流程进行严格把控，确保安全和质量。
5. 安装钢梯防护设施为了保证维修人员的安全，需要在钢梯上设置防护设施，例如护栏、安全锁等，确保人员在工作过程中不会发生意外。
经典结构赏析北京“鸟巢”结构
前言北京"鸟巢"即国家体育场，是一个异性空间结构体系，外形非常复杂，但其也是由简单的基本结构单元-桁架组成的。
本文借用他人的论文，一起赏析这个经典的建筑结构。
1 概述“鸟巢”的主体钢结构由主结构与次结构两部分构成，主结构包括主桁架与桁架柱，次结构包括顶面次结构、立面次结构以及立面大楼梯。
其中位于屋顶的主桁架相互交叉，与顶面和立面的次结构共同编织，形成了“鸟巢”结构体系。
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。
“鸟巢”钢结构的几何构形非常复杂，建筑造型与结构体系高度一致。
屋顶和立面的几何曲面与各种构件布置是通过应用一些基于建筑造型的设计规则来确定的。
同时考虑建筑的使用功能、减小用钢量、降低钢结构加工制作难度等原因，对这些规则进行了适当调整。
上图是“鸟巢”巨大的钢节点安装过程照片在设计过程中应用CATIA 软件（飞机、轮船、汽车等的专业设计软件）确定“鸟巢”钢结构的几何形状与构件布置，这也是CATIA 软件在中国建筑工程中首次得到应用。
2 “鸟巢”钢结构的几何构型坐标原点位于体育场中心，首先在-9.0m 标高的平面上建立体育场屋盖立面的内表面在水平面的投影，其24 个等分点分别为24 根桁架柱内柱的位置，如图1。
内表面与外表面的构型方法见图2。
在标高60.0m 的参考点处，沿xz 平面放置半径为719.900m 的圆弧R1，沿yz 平面放置半径为882.706m的圆弧R2，将R2 以R1 为母线平行滑动，即可得到屋顶外表面的双曲面，如图3 所示。
将椭圆台与屋盖曲面相交，形成体育场屋盖立面的外表面轮廓线，如图4 所示。
屋盖内环开洞的轮廓由2 段椭圆弧与2 段圆弧构成，如图5 所示。
通过24 根内柱的形心做直线与屋盖内环相切，可以得到48 榀交叉布置主结构的平面定位轴线，如图6 所示。
通过24 根内柱的形心做直线与屋盖内环相切，可以得到48 榀交叉布置主结构的平面定位轴线，如图7，8 所示。
鸟巢钢结构工程介绍
4.高强超厚钢板焊接技术—— Q460E高强度结构钢的焊接试验和焊接工艺 以人为本、科技为先
焊接性试验
(1).焊接冷裂纹敏感性试验 ①焊接冷裂纹敏感性分析 ②热影响区最高硬度试验 ③斜Y坡口焊接裂纹试验
试验结果： 常温不预热焊接，在焊缝根部均出现裂纹，预热到100度以上时， 绝大部分试验焊缝中心及热影响区未出现裂纹，其他短裂纹均出现 在收弧弧坑处或焊缝中段。预热温度150℃及以上试验焊缝中心及 热影响区均未出现裂纹，选用焊接材料在正常线能量下、预热温度 150℃及以上小铁研试验结果好。
高强度特厚铸钢件的焊接难度较大，按照焊接性试 验----焊接工艺评定----焊接规程制定与执行的程序 进行，原则上拟采取以下措施：
提高焊接预热温度，焊后保温缓冷，冬季低温时
焊后要立即重新加热到一定温度并定时保温；
选用低温韧性好的焊材，如E50焊条，ER50-6 、
ER50-7焊丝；
采用两对边同时施焊并分段多人同时退焊的顺序，
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“鸟巢”用Q460E-Z35钢板介绍3篇
“鸟巢”用Q460E-Z35钢板介绍3篇“鸟巢”用Q460E/Z35钢板介绍1“鸟巢”用Q460E/Z35钢板介绍“鸟巢”是2008年北京夏季奥运会的主体育场，也是世界上最大的钢筋混凝土的结构之一。
它的设计灵感来自于中国的“鸟巢”，是由罗杰斯工作室、奥雅纳和CADG共同设计的。
它的建造之所以引人注目，是因为使用了大量的高强度钢材，尤其是Q460E/Z35钢板。
Q460E/Z35钢板是一种高强度、高韧性、低合金钢，具有出色的弯曲、剪切和冲击性能。
它的强度比传统的普通碳素结构钢高出两倍以上，使得其在许多重要的应用领域，如建筑、铁路、航空航天等方面得到了广泛使用。
在“鸟巢”的建造中，Q460E/Z35钢板起到了重要的支撑作用。
整个建筑由2.4万个钢结构节点组成，其中许多要求高精度、高刚性，同时还要经受极端的气候和环境变化。
这就要求钢材具有出色的耐腐蚀、耐疲劳和耐强烈冲击的性能，这些都恰好是Q460E/Z35钢板所具备的。
此外，Q460E/Z35钢板可以减少建筑物的重量，而且不影响它的安全性能。
这意味着“鸟巢”的总成本可以降低，同时节省的重量可以重新分配，从而实现更广阔的设计空间和更高的精度要求。
在工程质量控制方面，“鸟巢”采用了严格的质量检测措施，包括严格的工艺控制、全面的检测和实验室测试等。
通过这些措施，确保了Q460E/Z35钢板的质量，使得“鸟巢”能够承受严酷的环境条件和负载要求，同时保持了其高度的安全性和稳定性。
总之，“鸟巢”是一个成功的案例，展示了高强度钢材在建筑工程领域中的巨大潜力。
Q460E/Z35钢板不仅是其成功实现的关键材料，而且也成为了其他建筑物中重要的建材之一。
它的卓越性能使得它在未来的建筑领域中仍具有广阔的应用前景鸟巢是高强度钢材在建筑领域的一个成功案例， Q460E/Z35钢板在其中具有重要的支撑作用。
这种钢板具有出色的耐腐蚀、耐疲劳和耐强烈冲击的性能，可以减少建筑物的重量，又不影响安全性能。
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。
钢结构之最——鸟巢
钢结构之最——鸟巢
说到钢结构之最，非“鸟巢”莫属了。
“鸟巢”所代表的意义非凡，这座体育馆不仅让钢结构建筑开始进入人们的视野中，它还是世界跨度最大的单体钢结构工程，也由此拉开了钢结构在中国的序幕。
是中国带给世界的又一个奇迹。
这里给大家详细介绍一下这个钢结构之最。
国家体育场俗称“鸟巢”，位于北京奥林匹克公园南部，是北京2008年奥运会的主体育场。
这座建筑南北长333米，高69米，东西宽294米，结构的组件相互支撑，形成了网络状的构架，高低起伏变化的外观缓和了建筑的体量感，并赋予了戏剧性和具有震撼力的形体。
主体建筑呈空间马鞍椭圆形，是目前世界上跨度最大的单体钢结构工程。
“鸟巢”主体建筑呈空间马鞍椭圆形，是目前世界上跨度最大的单体钢结构工程。
2008年奥运会、残奥会期间，“鸟巢”承担开幕式、闭幕式、田径比赛等赛事活动，容纳观众10万人。
现已成为北京地标性的建筑。
钢结构作业—鸟巢
鸟巢研究报告鸟巢结构形式：“鸟巢”外形结构主要由巨大的门式钢架组成，共有24根桁架柱，现已完成20根桁架柱整柱及2根下柱吊装。
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。
传力途径：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。
关键构造：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。
“鸟巢”外形结构主要由巨大的门式钢架组成，共有24根桁架柱。
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。
为了有效控制构件的最大壁厚，减小焊接工作量，使连接构造比较合理，在设计中采用了高强度的Q460钢材。
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。
国家体育场(鸟巢)钢结构焊接
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• 三、“鸟巢”钢结构焊接工程最终 结果
• 设计要求几乎全部焊缝为全熔透一级焊缝，焊缝的总长超 过了31万米。现场焊缝超过6万米（不含角焊缝），100%超 声波探伤，一次合格率高达99.5%以上，质量指标之好为全 国之最。
• 最典型的是不同的三天三夜焊完的400多条合拢焊缝，在 高空焊接成功，一次合格率为99.9%。为工程焊接界中最辉 煌的典范。
焊接技术的应用成果：
国家体育场（鸟巢）钢结构 安装工程焊接技术综述
精选完整ppt课件
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国家体育场 “鸟巢”工程简介
• 国家体育场“鸟巢”工程是 2008年北京奥运会主会场，承担奥 运会开、闭幕式和田径、足球决赛 等多项比赛任务。工程于2003年12 月24日开工建设，2008年6月竣工。 工程总建筑面积25.5万平方米，东 西长280米，南北长333米，地下一 层，地上七层，可容纳观众9.1万人。
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国家体育场“鸟巢”钢结构工程简
介
• 国家体育场钢结构工程是奥运工程的突出代 表，建筑造型独特新颖，顶面为双曲面马鞍型结 构，最高点高度为68.5m，最低高度为40.1m; 屋盖中间开洞长度为185.3m，宽度为127.5m； 箱形桁架结构形式，结构用钢总量约53000吨， 涉及6个钢种，100％国产；
• （六）钢结构低温焊接技术； （七）铸钢和异种钢 焊接技术； （八）防止冷、热裂纹技术；
• （九）层状撕裂防止和处理技术；
• （十）特殊焊缝处理技术；
• （十一）焊接机器人（FCAW-SS）焊接技术的应用；
• （十二）钢筋T型焊接接头压力埋弧焊新工艺；
• （十三）复杂钢结构应力应变控制技术；
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一、工程概况
国家体育场工程位于北辰东路西侧奥林匹克公园中 心区南部。是北京2008 年奥运会的主会场。建筑造型 呈椭圆的马鞍形，外壳由钢结构有序编织成“鸟巢” 状独特的建筑造型，内部三层碗状看台下为四－七层 混凝土框架结构。奥运会期间可容纳观众9.1万人。工 程占地面积20.4公顷，总建筑面积约25.8万㎡。
钢板厚度：
主结构最大厚度110mm。当厚度≤34mm时，采用Q345D钢材；当厚 度≥36mm时，采用Q345GJ钢材；特殊高应力部位（部分内柱）采用 Q460E-Z35。 厚度分布： 组合钢柱：除少量棱形柱底部和顶部为90-110mm，其余为50-80mm， 另外两根方形斜柱板厚绝大多数为30、25、20mm。 桁架上弦杆：个别段为50mm外，其余均在40mm以下，大多数为30、 25、20mm。 桁架下弦杆：个别段为50、42mm外，其余绝大多数为20mm。 腹杆：20、14、10mm，多数为10mm。 次结构：板厚最大36mm，绝大部分为20mm以下。
的确是一幅充满想像力的经典建筑艺术作品，将这件艺术品用结构技术表 达出来，建筑设计院的结构设计师作了极大的努力和大量的结构计算工作。 2005年5月25日审批后的设计施工图正式提交，将施工图深化为加工制作 图，材料采购、加工、制作、运输现场拼装、吊装、焊接等一系列紧张有 序的工作，一步步将设计变为现实的建筑实体。呈现在我们的面前的作品 现在言成功还为时过早，但相信一定会成功，一定会成为我国工程建筑界 的一颗璀璨明珠。借此机会，我代表长江精工钢构集团，作钢结构制作与 施工技术简介。
以人为本、科技为先
国家体育场钢结构制作与施 工技术简介
长 江 精 工 钢 结 构 ( 集 团) 股 份 有 限 公 司
CHANGJIANG & JINGGONG STEEL STRUCTURE (GROUP) CO.,LTD
前言
建筑界的老师、同行和朋友们： 国家体育场钢结构现已完成施工总量的80%，外形初见设计雏形。鸟巢
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1、2006年8月主结构合拢（实际合扰完成时间8月31日） 2、2006年9月17日完成钢结构支撑塔架卸载； 3、2006年11月钢结构工程竣工； 4、2007年底全部工程竣工。
二、主要设计参数
长度（南北向）332.3米，宽度（东西向）297.3米，屋盖 中间开洞长度为185.3m，宽度为127.5m。
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会议中心 国家体育馆 水立方
国家体育场
国家体育场整体模型图
国家体育场空间钢结构由24榀门式钢桁架围绕着体育场 内部碗状看台区旋转而成，钢结构屋盖呈双曲面马鞍型， 设计用钢量4.2万吨。屋顶主结构均为箱型截面，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， 腹杆与上下弦杆相贯。竖向由24根组合钢柱形成整体承重 结构，每根组合钢柱由两根1200mm×1200mm的弯扭箱 型钢柱形成外柱和一根菱形钢内柱组成，荷载通过它们传 递至基础。立面次结构截面基本为1200mm×1000mm， 顶面次结构截面基本为1000mm×1000mm。
工程特点 质量要求 工期要求
1、是国内规模最大的全焊接异型空间钢结构工程； 2、结构十分复杂，应力应变状态难以控制； 3、现场厚板焊接工程量达6000米，是国家体育场钢结
构安装工程中的一大难点，是制约钢结构工程工期 的主要因素之一。
1、全熔透焊缝全部为一级焊缝； 2、焊缝余高0～1mm（打磨），焊缝成形均匀美观； 3、北京市结构“长城杯”金奖、国优“鲁班奖”。
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体育场典型 平面布置图
三、钢结构加工制作与施工技术
钢材性能
钢材牌号 Q345、Q345GJ
Q460
冲击性能要求
主结构 D级，-20℃时AK≥34J E级，-40℃时AK≥34J
Z向性能要求
以人为本、科技为先
次结构 C级，0℃时AK≥34J
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钢板厚度 (mm)
Z向要求
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高度：钢屋盖顶最高点高度68.5m,最低点高度40.1m ， 混凝土看台部分高度51.1米/29米，地下7.1米。
内部看台分上、中、下三层。 楼层数：东西向7层，南北向4层。 层高分别为：地下3.6，3.6（-1夹层），地上 7.2， 4.8，
4.8，4.8，4.2，2.8m
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