建筑结构——国家体育馆鸟巢课件

建筑建筑结构构国家体育国家体育馆鸟巢巢.建筑结构.1全世界跨度最大的钢结构建筑总长36公里，交错扭曲的钢条看起来像是随意放置，不过事实上每根梁柱与每个接点都必须精确定位，非常有秩序地撑起整座体育馆的重量。整个建筑通过巨型网状结构联系，由结构的组件相互支撑，内部没有一根立柱。.全世界跨度最大的钢结构建筑总长36公里，交个建筑通过巨型网状2结构：构：从形式上从形式上讲：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。从从结构体系上构体系上讲：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）.结构：.3看台看台 钢筋混凝土结构 混凝土结构 剪力墙结构外部框架外部框架 钢结构.看台 钢筋混凝土结构外4国家体育国家体育馆结构跨度大，构跨度大，桩基基础上上讲在在竖向受力的同向受力的同时还有比有比较大大的水平受力，因此只能使用特殊的技的水平受力，因此只能使用特殊的技术解决解决桩承承载力的力的问题。首先在首先在桩里埋里埋设了了压浆管，然后在管，然后在桩基灌注完成的两天后，再通基灌注完成的两天后，再通过往里面注水泥往里面注水泥浆的方法，改善的方法，改善桩周的土的承周的土的承载性能，使性能，使桩的承的承载力力大大提高。大大提高。.国家体育馆结构跨度大，桩基础上讲在竖向受力的同时还有比较大.5体育体育馆宽阔而复而复杂的的结构，使得它不得不承受很大的非构，使得它不得不承受很大的非传统应力，力，除了除了纵向拉力外，它向拉力外，它还将承受将承受强大的横向拉力。它的大的横向拉力。它的结构形状有弧构形状有弧度，不同的部位之度，不同的部位之间都有拉力，都有拉力，这对离支柱最离支柱最远的横梁中的横梁中间点会施点会施加非常沉重的加非常沉重的应力力.体育馆宽阔而复杂的结构，使得它不得不承受很大的非传统应力，.6为为了保了保证证“鸟鸟巢巢”的安全性，在的安全性，在“鸟鸟巢巢”受力最受力最为为集中的集中的2424根柱子和柱角上使根柱子和柱角上使用了我国自主用了我国自主创创新生新生产产的的Q460Q460特型特型钢钢材材。科研人。科研人员员通通过过几千次的几千次的试验试验最最终寻终寻找找到了到了钢钢材合适的配方配比材合适的配方配比保保证证了了鸟鸟巢的抗震性、抗低温性、巢的抗震性、抗低温性、焊焊接接性，性，铸铸就了就了“鸟鸟巢巢”的的铁铁骨骨钢钢筋。筋。.为了保证“鸟巢”的安全性，在“鸟巢”受力最为集中的24根柱子7一连串互相交错的钢铁桁架，最长313公尺，围绕住中间的混凝土座位区，钢铁互相支撑像真正鸟巢里交错的枝条.一连串互相交错的钢铁桁架，最长313公尺，围绕住中间的混凝.8最高的钢柱全长21米，横跨体育场一至四层；最倾斜的钢柱和地面的夹角达到59度，钢柱的最大自转角度超过45度。.最高的钢柱全长21米，横跨体育场一至四层；最倾斜的钢柱和地面9 在在鸟巢巢的主桁架的的主桁架的结构构设计中，中，多采用了三多采用了三角形角形稳定定结构支撑。构支撑。.在鸟巢的主桁架的结构设计中，多采用了三角形稳定结构支10鸟巢巢顶部主部主结构平面构平面图 每个大跨度的主桁架通过之间的契合，搭建并通过与立面结构、顶面次结构形成大跨度的空间结构体系。.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11屋盖主体结构实际上是由两向不规则斜交的平面桁架系组成的约为340m 290m 的椭圆平面网架结构,网架外形呈微弯形双曲抛物面,周边支承在不等高的24 根立体桁架柱上,每榀桁架与约为140m 70m 长椭圆内环相切或接近相切.屋盖主体结构实际上是由两向不规则斜交的平面桁架系组成的约为312“鸟巢”外罩由不规则的钢结构构件编织而成，其中边长一米的方钢管被连接成120多根长短不同、倾斜角度多样的钢柱空空间扭曲构建的制作扭曲构建的制作.“鸟巢”外罩由不规则的钢结构构件编织而成，其中边长一米的方钢1370以上都是双斜柱一根柱子在垂直面上扭转两次垂直剖面垂直剖面水平剖面水平剖面.70以上都是双斜柱一根柱子在垂直面上扭转两次垂直剖面水14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。.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，15大量采用空间弯扭构件、节点复杂，安装难度大。无论是主结构之间，还是次结构之间，都存在多根杆件（多达10根）空间交汇现象。.大量采用空间弯扭构件、节点复杂，安装难度大。无论是主结构之间16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。世界最大世界最大透明透明顶棚棚.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17其中外层膜由884块ETFE膜组成，在这884块膜中面积最小的不超过1平方米，而面积最大的达到250平方米，整个铺设面积接近4万平方米。.其中外层膜由884块ETFE膜组成，在这884块膜中面积最小18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。.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19150吨履吨履带吊吊柱脚分段柱脚分段分段分段1分段分段2分段分段3.150吨履带吊柱脚分段分段1分段2分段3.20鸟巢巢的外的外观之所以独之所以独创为一个没有完全密封的一个没有完全密封的鸟巢状，就是考巢状，就是考虑既能使既能使观众享受自然流通的空气和光众享受自然流通的空气和光线，又尽量减少人工的机械通，又尽量减少人工的机械通风和人工光和人工光源源带来的能源消耗。来的能源消耗。巢巢内使用的光源，都是各内使用的光源，都是各类高效高效节能型能型环保光源。保光源。在行人广在行人广场等室外照明中也尽可能地采用太阳能等室外照明中也尽可能地采用太阳能发电照明系照明系统。在。在鸟巢巢中足球中足球场地的下面是地的下面是312口地源口地源热泵系系统井。它通井。它通过地埋地埋换热管，冬季吸管，冬季吸收土壤中收土壤中蕴含的含的热量量为鸟巢巢供供热；夏季吸收土壤中存；夏季吸收土壤中存贮的冷量向的冷量向鸟巢巢供冷，能供冷，能节省不少省不少电力力资源。在源。在“鸟巢巢”的的顶部装有部装有专门的雨水回收系的雨水回收系统，被收集起来的雨水最，被收集起来的雨水最终变成了可以用来成了可以用来绿化、冲化、冲厕、消防甚至是冲、消防甚至是冲洗跑道的回收水。洗跑道的回收水。诸多先多先进的的绿色色环保保举措使国家体育措使国家体育场成成为了名副其了名副其实的大型的大型绿色建筑色建筑。另外，国家体育另外，国家体育场在建在建设中采用了先中采用了先进的的节能能设计和和环保措施，比如良好保措施，比如良好的自然通的自然通风和自然和自然采光、雨水的全面采光、雨水的全面回收、可再生地回收、可再生地热能源的利用、太阳能源的利用、太阳能光伏能光伏发电技技术的的应用等。用等。.鸟巢的外观之所以独创为一个没有完全密封的鸟巢状，就是考虑21Thanks .Thanks .22