鸟巢结构介绍 PPT课件
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标志性建筑“鸟巢”的基本介绍和基础类型
“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。主体结构设计使用年限100年,耐火等级为一级,抗震设防烈度8度,地下工程防水等级1级。工程主体建筑呈空间马鞍椭圆形,南北长333米、体的巨型空间马鞍形钢桁架编织式“鸟巢”结构,钢结构总用钢量为4.2万吨,混凝土看台分为上、中、下三层,看台混凝土结构为地下1层,地上7层的钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系。钢结构与混凝土看台上部完全脱开,互不相连,形式上呈相互围合,基础则坐在一个相连的基础底板上。国家体育场屋顶钢结构上覆盖了双层膜结构,即固定于钢结构上弦之间的透明的上层ETFE膜和固定于钢结构下弦之下及内环侧壁的半透明的下层PTFE声学吊顶。
“鸟巢”所用钢材强度是普通钢的两倍,是由中国自主创新研发的特种钢材,集刚强、柔韧于一体,从而保证了“鸟巢”在承受最大460兆帕的外力后,依然可以恢复到原有形状,也就是说能抵抗唐山大地震那样的地震波。托起“鸟巢”最关键的是“肩部”结构,这一部分所用的钢材——“Q460”钢板厚度达到了110毫米,具有良好的抗震性、抗低温性和可焊性等点。为满足抗震要求,钢构件的节点部位还特别作了加厚处理,杆件的联结方式一律为焊接,以增加结构整体的刚度和强度。“鸟巢”凌空的屋顶支撑它的是24根巨大钢柱脚。为保证建造在8度抗震设防的高烈度地震区的“鸟巢”能站稳脚跟,科研设计人员克服“鸟巢”柱脚集合尺寸大且构造复杂、中国现行规范的计算假定与设计方法难以适用等情况,为这些钢柱脚增加了底座和铆钉,将柱脚牢牢铆在了混凝土中。柱脚下的承台厚度高达400~600米,24根巨大钢柱分别与24个巨大的钢筋混凝土墩子牢固地连在一起共同擎起巨大的"精钞"。
国家主体育场“鸟巢”工程地基基础设计等级为甲级,基础设计等级为一级。采用桩基础,桩筏基础、基础底板埋深3.0~10米左右,钻孔灌注桩总桩数约3000根。国家体育场的结构对地基基础差异沉降非常敏感,结构安全性十分重要。采用灌注桩后压浆专利技术进行桩施工技术处理,可以大大提高基桩承载力,控制基桩沉降差异和整体沉降,增强结构的安全性能。
18 重大工程报道 Building Structure
We learn we go 国家体育场结构设计关键技术(二)——“鸟巢”几
何构型设计
范 重,彭 翼/中国建筑设计研究院,北京 100044 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。 在设计过程中应用CATIA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。
ab
313m266mx
ya=156.5m
b=133mO
图1 国家体育场屋盖立面的内表面定位轴线
oa13.786°13.786°-9.000zy椭圆台母线椭圆柱母线
a bb13.000°13.000°-9.000xz椭圆柱母线椭圆台母线
椭圆柱面(内表面)
椭圆台面(外表面) (a)长轴剖面 (b)短轴剖面 (c)椭圆柱面与椭圆台面 图2 屋盖立面的内表面与外表面 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。
鸟巢建筑结构类型介绍1000字
2008年北京奥运会主体育场——“鸟巢”的设计方案是经全球设计招标产生的由2001年普利茨克奖获得者赫尔佐格、德梅隆与中国建筑师李兴刚等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。该设计方案主体由一系列辐射式门式钢桁架围绕碗状坐席区旋转而成,空间结构科学简洁,建筑和结构完整统一,设计新颖,结构独特,为国内外特有建筑。于2003年12月24日开工建设,2004年7月30日因设计调整而暂时停工,同年12月27日恢复施工, 2008年月。工程总造价22.67亿元。朝阳区安定路甲3号北京奥林匹克公园内,亚运村北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米体育场外壳采用可作为填充物的气垫膜,使屋顶达到完全防水的要求,阳光可以穿过透明的屋顶满足室内草坪的生长需要。比赛时,看台是可以通过多种方式进行变化的,可以满足不同时期不同观众量的要求,奥运期间的20000个临时座席分布在体育场的最上端,且能保证每个人都能清楚的看到整个赛场。入口、出口及人群流动通过流线区域的合理划分和设计得了完美得到的解决。鸟巢设计中充分体现了人文关怀,碗状座席环抱着赛场的收拢结构,上下层之间错落有致,无论观众坐在哪个位置,和赛场中心点之间的视线距离都在140米左右。鸟巢的下层膜采用的吸声膜材料、钢结构构件上设置的吸声材料,以及场内使用的电声扩音系统,这三层特殊装置使巢内的语音清晰度指标指数达到0.6——这个数字保证了坐在任何位置的观众都能清晰地收听到广播。鸟巢的相关设计师们还运用流体力学设计,模拟出91000个人同时观赛的自然通风状况,让所有观众都能享有同样的自然光和自然通风。 鸟巢的观众席里,还为残障人士设置了200多个轮椅座席。这些轮椅座席比普通座席稍高,保证残障人士和普通观众有一样的视野。赛时,场内还将提供供助听器并设置无线广播系统,为有听力和视力障碍的人提供个性化的服务。
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鸟巢介绍
鸟巢位于北京奥林匹克公园中心区南部,鸟巢为2008年第29届奥林匹克运动会主体育场。鸟巢工程中总占地面积21公顷,鸟巢建筑面积258.000。鸟巢内观众座席约91000个,其中临时座席约为11000个。鸟巢举行了2008年奥运会、残运会开闭幕式、田径比赛及足球比赛决赛。奥运会后成为北京市民广泛与体育活动及享受体育娱乐的大型专场所,鸟巢并成为具有地标性的体育建筑和奥运遗产。
鸟巢工程为特级体育建筑主体结构设计使用年限100年,耐火等级为一级抗震设防烈度8度,地下工程防水等级为1级。工程主体建筑呈空间马鞍椭圆形,南北长333米、东西宽294米,高69米。主体钢结构形成整体的巨型空间马鞍椭圆形钢价编织式“鸟巢”结构,钢结构总用量4.2万吨,混凝土看台分为上、中、下三层,看台混凝土结构为地下1层,地上7层的钢筋混凝土空架剪力墙结构体系。钢结构和混凝土看台上部完全脱开,互不相连,形式上呈相互围合,基础则坐在一个相连的基础底板上。
鸟巢屋顶钢结构上覆盖了双层膜结构,即固定于钢结构上弦之间的透明的上层ETFE膜和固定于钢结构之下及内环侧壁的半透明的下层PTFE声学吊顶。
鸟巢位于北京奥林匹克公园内、北京城市中轴线北段的东侧,建筑面积为25.80万平方米,是科技奥运的完美体现,我国自主创新研制的Q460钢材撑起了鸟巢的钢筋铁骨,建成后的鸟巢拥有固定座席80000个,临时座席11000个。
鸟巢脚手架围成一个椭圆,勾勒出鸟巢的形状,长有340米,宽近300米,可以容纳9.1万人。