基本材料:
“鳥巢”外形結構主要由巨大的門式鋼架組成,***有24根桁架柱,現已完成20根桁架柱整柱及2根下柱吊裝。國家體育場建築頂面呈鞍形,長軸為332.3米,短軸為296.4米,最高點高度為68.5米,最低點高度為42.8米。
設計方案的改變
在保持“鳥巢”建築風格不變的前提下,新設計方案對結構布局、構建截面形式、材料利用率等問題進行了較大幅度的調整與優化。原設計方案中的可開啟屋頂被取消,屋頂開口擴大,並通過鋼結構的優化大大減少了用鋼量。大跨度屋蓋支撐在24根桁架柱之上,柱距為37.96米。主桁架圍繞屋蓋中間的開口放射形布置,有22榀主桁架直通或接近直通。為了避免出現過於復雜的節點,少量主桁架在內環附近截斷。鋼結構大量采用由鋼板焊接而成的箱形構件,交叉布置的主桁架與屋面及立面的次結構壹起形成了“鳥巢”的特殊建築造型。主看臺部分采用鋼筋混凝土框架壹剪力墻結構體系,與大跨度鋼結構完全脫開。
Q460鋼材的運用
說起Q460鋼材,大多數人可能都不了解。“鳥巢”結構設計奇特新穎,而這次搭建它的鋼結構的Q460也有很多獨到之處:Q460是壹種低合金高強度鋼,它在受力強度達到460兆帕時才會發生塑性變形,這個強度要比壹般鋼材大,因此生產難度很大。這是國內在建築結構上首次使用Q460規格的鋼材;而這次使用的鋼板厚度達到110毫米,是以前絕無僅有的,在國家標準中,Q460的最大厚度也只是100毫米。以前這種鋼壹般從盧森堡、韓國、日本進口。為了給“鳥巢”提供“合身”的Q460,從2004年9月開始,河南舞鋼特種鋼廠的科研人員開始了長達半年多的科技攻關,前後3次試制終於獲得成功。如今,為“鳥巢”準備的Q460鋼材已經開始批量生產。2008年,400噸自主創新、具有知識產權的國產Q460鋼材,將撐起“鳥巢”的鐵骨鋼筋。在“鳥巢”裏壹***用了4.2萬噸鋼材。
特殊結構
此外,屋頂內環主桁架吊裝和立面次結構安裝已全面展開。“鳥巢”鋼結構所使用的鋼材厚度可達11厘米,以前從未在國內生產過。另外,在“鳥巢”頂部的網架結構外表面還將貼上壹層半透明的膜。使用這種膜後,體育場內的光線不是直射進來的,而是通過漫反射,使光線更柔和,由此形成的漫射光還可解決場內草坪的維護問題,同時也有為座席遮風擋雨的功能。滑動式的可開啟屋頂是體育場結構中必可少的壹部分。當它合上時,體育場將成為壹個室內的賽場。如同壹個容器的蓋子,不管屋頂是閉合還是開啟,它都是建築物的基本組成部分。除了壹些特定的結構需要外,可開啟屋頂的結構基本上也是壹個網絡狀的架構,裝上充氣墊後,成為壹個防水的殼體。