鸟巢钢结构工程介绍
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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。
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”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
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。
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。
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。