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本文目錄一覽：

• 1、鳥(niǎo)巢的鋼結(jié)構(gòu)：巨大的不規(guī)則網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是依據(jù)什么排列的？
• 2、廣州塔建筑結(jié)構(gòu)原理
• 3、什么是異形鋼結(jié)構(gòu)

鳥(niǎo)巢的鋼結(jié)構(gòu)：巨大的不規(guī)則網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是依據(jù)什么排列的？

國(guó)家體育場(chǎng)坐落在奧林匹克公園中央?yún)^(qū)平緩的坡地上，場(chǎng)館設(shè)計(jì)如同一個(gè)的容器，高地起伏變化的外觀緩和了建筑的體量感，并賦予了戲劇性和具有震撼力的形體，國(guó)家體育場(chǎng)的形象完美純凈，外觀即為建筑的結(jié)構(gòu)，立面與結(jié)構(gòu)達(dá)到了完美的統(tǒng)一。結(jié)構(gòu)的組件相互支撐，形成了網(wǎng)絡(luò)狀的構(gòu)架，它就像樹(shù)枝編織的鳥(niǎo)巢。體育場(chǎng)的空間效果即具有前所未有的獨(dú)創(chuàng)性，卻又簡(jiǎn)潔而典雅，它為2008年奧運(yùn)會(huì)樹(shù)立了一座獨(dú)特的歷史性的標(biāo)志性建筑。體育場(chǎng)就像一個(gè)巨大的容器，不論是近看還是遠(yuǎn)觀，都將給人留下與眾不同的、永不磨滅的形象，它完全符合國(guó)家體育場(chǎng)在功能和技術(shù)上的需求，又不同于一般體育場(chǎng)建筑中大跨度結(jié)構(gòu)和數(shù)碼屏幕為主體的設(shè)計(jì)手法。體育場(chǎng)的空間效果既具有前所未有的獨(dú)創(chuàng)性，而又簡(jiǎn)潔、典雅。從這里，人們可以瀏覽包括通往看臺(tái)的樓梯在內(nèi)的整個(gè)區(qū)域動(dòng)線。體育場(chǎng)大廳，是一個(gè)室內(nèi)的城市空間，設(shè)有餐廳和商店，其作用就如同商業(yè)街廊或廣場(chǎng)，吸引著人們留戀忘返。

【“鳥(niǎo)巢”的基本情況】

體育場(chǎng)外殼采用可作為填充物的氣墊膜，使屋頂達(dá)到完全防水的要求，陽(yáng)光可以穿過(guò)透明的屋頂滿足室內(nèi)草坪的生長(zhǎng)需要。比賽時(shí)，看臺(tái)是可以通過(guò)多種方式進(jìn)行變化的，可以滿足不同時(shí)期不同觀眾量的要求，奧運(yùn)期間的20，000個(gè)臨時(shí)座席分布在體育場(chǎng)的最上端，且能保證每個(gè)人都能清楚的看到整個(gè)賽場(chǎng)。入口、出口及人群流動(dòng)通過(guò)流線區(qū)域的合理劃分和設(shè)計(jì)得了完美得到的解決。

【“鳥(niǎo)巢”的方案征集】

——全球征集方案，專家進(jìn)行評(píng)審，公開(kāi)征求社會(huì)意見(jiàn)，創(chuàng)造偉大的建筑作品

2002年10月25日，受北京市人民政府和第二十九屆奧運(yùn)會(huì)組委會(huì)授權(quán)，北京市規(guī)劃委員會(huì)面向全球征集2008年奧運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng)——中國(guó)國(guó)家體育場(chǎng)的建筑概念設(shè)計(jì)方案。

國(guó)家體育場(chǎng)是第一個(gè)進(jìn)入建筑設(shè)計(jì)程序的北京奧運(yùn)場(chǎng)館設(shè)施。據(jù)北京市規(guī)劃委介紹，國(guó)家體育場(chǎng)建筑概念設(shè)計(jì)競(jìng)賽分為兩個(gè)階段：第一階段為資格預(yù)審；第二階段為正式競(jìng)賽。截止到2002年11月20日，競(jìng)賽辦公室共收到44家著名設(shè)計(jì)單位提供的有效資格預(yù)審文件，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的資格預(yù)審，最終確定了14家設(shè)計(jì)單位進(jìn)入正式的方案競(jìng)賽，他們分別來(lái)自中國(guó)、美國(guó)、法國(guó)、意大利、德國(guó)、澳大利亞、日本、加拿大、瑞士、墨西哥等國(guó)家和地區(qū)。

奧運(yùn)會(huì)不僅吸引著世界上最偉大的運(yùn)動(dòng)員創(chuàng)造最好的成績(jī)，而且吸引著世界上最偉大的建筑師創(chuàng)造最偉大的作品，包括世界建筑設(shè)計(jì)最高獎(jiǎng)——“普利茨克獎(jiǎng)”得主在內(nèi)的全球許多最具實(shí)力的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和最有才華的設(shè)計(jì)師都參與了這次競(jìng)賽。2003年3月18日，最終參與競(jìng)賽的全球13家具有豐富經(jīng)驗(yàn)的著名建筑設(shè)計(jì)公司及設(shè)計(jì)聯(lián)合體，將他們理想中的中國(guó)國(guó)家體育場(chǎng)的壯麗構(gòu)想送抵北京。13個(gè)設(shè)計(jì)方案中，境內(nèi)方案2個(gè)、境外方案8個(gè)、中外合作方案3個(gè)。

在隨后的方案評(píng)審中，由中國(guó)工程院院士關(guān)肇鄴和荷蘭建筑大師庫(kù)哈斯等13名權(quán)威人士組成的評(píng)審委員會(huì)對(duì)參賽作品進(jìn)行嚴(yán)格評(píng)審、反復(fù)比較、認(rèn)真篩選，經(jīng)過(guò)兩輪無(wú)記名投票，選舉出3個(gè)優(yōu)秀方案，分別是由瑞士赫爾佐格和德梅隆設(shè)計(jì)公司與中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院組成的聯(lián)合體設(shè)計(jì)完成的“鳥(niǎo)巢”方案、由中國(guó)北京市建筑設(shè)計(jì)研究院獨(dú)立設(shè)計(jì)的“浮空開(kāi)啟屋面”方案、由日本株式會(huì)社佐藤綜合計(jì)劃與中國(guó)清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院合作設(shè)計(jì)的“天空體育場(chǎng)”方案。

在此基礎(chǔ)上，評(píng)審委員會(huì)又以壓倒多數(shù)票推選“鳥(niǎo)巢”方案為重點(diǎn)推薦實(shí)施方案。在討論“鳥(niǎo)巢”方案時(shí)，共有8票贊成、2票反對(duì)、2票棄權(quán)、1票作廢。在國(guó)際建筑競(jìng)賽中，一個(gè)方案能獲得如此多的共識(shí)，應(yīng)屬少見(jiàn)。

為征求公眾意見(jiàn)，競(jìng)賽組織單位又將全部13個(gè)設(shè)計(jì)方案在北京國(guó)際會(huì)議中心公開(kāi)展出。展出歷時(shí)6天，征得觀眾投票6000余張。其中被中外評(píng)委重點(diǎn)推薦的“鳥(niǎo)巢”方案獲票3506張，“浮空開(kāi)啟屋面”獲票3472張，“天空體育場(chǎng)”獲票3454張，排名前三位。“鳥(niǎo)巢”名列第一，表現(xiàn)出觀眾與評(píng)委在相當(dāng)程度上的認(rèn)同。

經(jīng)決策部門(mén)認(rèn)真研究，“鳥(niǎo)巢”最終被確定為2008年北京奧運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng)——中國(guó)國(guó)家體育場(chǎng)的最終實(shí)施方案。

【“鳥(niǎo)巢”的外形結(jié)構(gòu)】

基本材料

“鳥(niǎo)巢”外形結(jié)構(gòu)主要由巨大的門(mén)式鋼架組成，共有24根桁架柱，現(xiàn)已完成20根桁架柱整柱及2根下柱吊裝。國(guó)家體育場(chǎng)建筑頂面呈鞍形，長(zhǎng)軸為332.3米，短軸為296.4米，最高點(diǎn)高度為68.5米，最低點(diǎn)高度為42.8米。

設(shè)計(jì)方案的改變

在保持“鳥(niǎo)巢”建筑風(fēng)格不變的前提下，新設(shè)計(jì)方案對(duì)結(jié)構(gòu)布局、構(gòu)建截面形式、材料利用率等問(wèn)題進(jìn)行了較大幅度的調(diào)整與優(yōu)化。原設(shè)計(jì)方案中的可開(kāi)啟屋頂被取消，屋頂開(kāi)口擴(kuò)大，并通過(guò)鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)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(kāi)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(xiàn)過(guò)于復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)，少量主桁架在內(nèi)環(huán)附近截?cái)?。鋼結(jié)構(gòu)大量采用由鋼板焊接而成的箱形構(gòu)件，交叉布置的主桁架與屋面及立面的次結(jié)構(gòu)一起形成了“鳥(niǎo)巢”的特殊建筑造型。主看臺(tái)部分采用鋼筋混凝土框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系，與大跨度鋼結(jié)構(gòu)完全脫開(kāi)。

Q460鋼材的運(yùn)用

說(shuō)起Q460鋼材，大多數(shù)人可能都不了解。“鳥(niǎo)巢”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)奇特新穎，而這次搭建它的鋼結(jié)構(gòu)的Q460也有很多獨(dú)到之處：Q460是一種低合金高強(qiáng)度鋼，它在受力強(qiáng)度達(dá)到460兆帕?xí)r才會(huì)發(fā)生塑性變形，這個(gè)強(qiáng)度要比一般鋼材大，因此生產(chǎn)難度很大。這是國(guó)內(nèi)在建筑結(jié)構(gòu)上首次使用Q460規(guī)格的鋼材；而這次使用的鋼板厚度達(dá)到110毫米，是以前絕無(wú)僅有的，在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，Q460的最大厚度也只是100毫米。以前這種鋼一般從盧森堡、韓國(guó)、日本進(jìn)口。為了給“鳥(niǎo)巢”提供“合身”的Q460，從2004年9月開(kāi)始，河南舞鋼特種鋼廠的科研人員開(kāi)始了長(zhǎng)達(dá)半年多的科技攻關(guān)，前后3次試制終于獲得成功。如今，為“鳥(niǎo)巢”準(zhǔn)備的Q460鋼材已經(jīng)開(kāi)始批量生產(chǎn)。2008年，400噸自主創(chuàng)新、具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)Q460鋼材，將撐起“鳥(niǎo)巢”的鐵骨鋼筋。在“鳥(niǎo)巢”里一共用了4.2萬(wàn)噸鋼材。

特殊結(jié)構(gòu)

此外，屋頂內(nèi)環(huán)主桁架吊裝和立面次結(jié)構(gòu)安裝已全面展開(kāi)。“鳥(niǎo)巢”鋼結(jié)構(gòu)所使用的鋼材厚度可達(dá)11厘米，以前從未在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)過(guò)。另外，在“鳥(niǎo)巢”頂部的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)外表面還將貼上一層半透明的膜。使用這種膜后，體育場(chǎng)內(nèi)的光線不是直射進(jìn)來(lái)的，而是通過(guò)漫反射，使光線更柔和，由此形成的漫射光還可解決場(chǎng)內(nèi)草坪的維護(hù)問(wèn)題，同時(shí)也有為座席遮風(fēng)擋雨的功能?；瑒?dòng)式的可開(kāi)啟屋頂是體育場(chǎng)結(jié)構(gòu)中必可少的一部分。當(dāng)它合上時(shí)，體育場(chǎng)將成為一個(gè)室內(nèi)的賽場(chǎng)。如同一個(gè)容器的蓋子，不管屋頂是閉合還是開(kāi)啟，它都是建筑物的基本組成部分。除了一些特定的結(jié)構(gòu)需要外，可開(kāi)啟屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)基本上也是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)狀的架構(gòu)，裝上充氣墊后，成為一個(gè)防水的殼體。“

廣州塔建筑結(jié)構(gòu)原理

廣州塔建筑結(jié)構(gòu)原理是：

廣州塔整個(gè)塔身是鏤空的鋼結(jié)構(gòu)框架，24根鋼柱自下而上呈逆時(shí)針扭轉(zhuǎn)，每一個(gè)構(gòu)件截面都在變化。鋼結(jié)構(gòu)外框筒的立柱、橫梁和斜撐都處于三維傾斜狀態(tài)，再加上扭轉(zhuǎn)的鋼結(jié)構(gòu)外框筒上下粗、中間細(xì)，這對(duì)鋼結(jié)構(gòu)件加工、制作、安裝以及施工測(cè)量、變形控制都帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

僅鋼結(jié)構(gòu)外框筒就有24根鋼柱、46組環(huán)梁、1104根斜撐各不一樣。由于廣州塔中間混凝土核心筒與鋼結(jié)構(gòu)外框筒材料上的差異，形成樓層梁和外框筒的沉降不一致。為了調(diào)整鋼構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)的相對(duì)位置的正確性，許多節(jié)點(diǎn)都通過(guò)三維坐標(biāo)來(lái)控制鋼柱本體相對(duì)位置的精確度。

廣州塔的異型鋼結(jié)構(gòu)預(yù)變形技術(shù)：

由于廣州塔具有偏、扭的結(jié)構(gòu)特征，因此結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中，不僅會(huì)產(chǎn)生壓縮變形，不均勻沉降，也會(huì)發(fā)生較大的水平變形，因此必須進(jìn)行預(yù)變形控制。

否則，即使初始安裝位置精確，但在后續(xù)荷載的作用下，會(huì)發(fā)生較大的累積變形，使得節(jié)點(diǎn)偏離原設(shè)計(jì)位置。制定了以階段調(diào)整、逐環(huán)復(fù)位為特點(diǎn)的預(yù)變形方案，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)在恒載作業(yè)下的變形補(bǔ)償。

什么是異形鋼結(jié)構(gòu)

鳥(niǎo)巢異形鋼結(jié)構(gòu)造型圖片，還有就是2010年上海世博會(huì)異形鋼結(jié)構(gòu)造型圖片的場(chǎng)館異形鋼結(jié)構(gòu)造型圖片，許多都是異性鋼結(jié)構(gòu)異形鋼結(jié)構(gòu)造型圖片的。

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