鳥巢:選用鋼結構建築,不為人知的祕密

鳥巢:選用鋼結構建築,不為人知的秘密

鳥巢”是評為2007年世界十大建築奇蹟的體育館,

一個全球跨度最大的鋼結構建築、全球最大的環保型體育場。

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據其總設計師透露,國家體育場工程是特級體育建築,主體結構設計使用年限一百年,耐火等級為一級,抗震設置防烈級別八級,地下工程防水等級一級。

工程主體建築呈空間馬鞍橢圓形,主體鋼結構形成整體的巨型空間馬鞍形鋼桁架編織式“鳥巢”結構,外部鋼結構為4.2萬噸,其中主結構用鋼量約為2.3萬噸,鋼筋綁紮約5.2萬噸,整個體育場總用鋼量約為11萬噸。

混凝土看臺分為上、中、下三層,看臺混凝土結構為地下1層,地上7層的鋼筋混凝土框架-剪力牆結構體系。混凝土澆築約18萬立方米,土方挖運約28萬立方米。鋼結構與混凝土看臺上部完全脫開,互不相連,形式上呈相互圍合,基礎則坐在一個相連的基礎底板上。

國家體育場屋頂鋼結構上覆蓋了雙層膜結構,即固定於鋼結構上弦之間的透明的上層ETFE膜和固定於鋼結構下弦之下及內環側壁的半透明的下層PTFE聲學吊頂。

鳥巢:選用鋼結構建築,不為人知的秘密

“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是一種低合金高強度鋼,它在受力強度達到460兆帕時才會發生塑性變形,這個強度要比一般鋼材大,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。

以前這種鋼一般從盧森堡、韓國、日本進口。為了給“鳥巢”提供“合身”的Q460,從2004年9月開始,有關鋼結構建築的科研人員開始了長達半年多的科技攻關,前後3次試製終於獲得成功。

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。

鳥巢:選用鋼結構建築,不為人知的秘密

“鳥巢”總設計師還談到,作為 “鳥巢”的建築材料必須具有的特點是:抗壓、抗震、安全性能高、環保。為了保證“鳥巢”的安全性,在“鳥巢”受力最為集中的24根柱子和柱角上使用了我國自主創新生產的Q460特型鋼材。

科研人員通過幾千次的試驗最終尋找到了鋼材合適的配方配比,生產出了符合“鳥巢”使用要求的110毫米厚的Q460E—Z35,保證了鳥巢的抗震性、抗低溫性、焊接性,鑄就了“鳥巢”的鐵骨鋼筋。


至今,“鳥巢”已經舉辦過多次大型賽事、表演等,可它始終作為我們國家的一個標誌性鋼結構建築里程碑屹立在那裡。


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