主要材料

“鳥巢”外形結構主要由巨大的門式鋼架組成,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。國家體育場建筑頂面呈鞍形,長軸為332.3米,短軸為296.4米,最高點高度為68.5米,最低點高度為42.8米。
設計方案的改變
在保持“鳥巢”建筑風格不變的前提下,新設計方案對結構布局、構建截面形式、材料利用率等問題進行了較大幅度的調整與優(yōu)化。原設計方案中的可開啟屋頂被取消,屋頂開口擴大,并通過鋼結構的優(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)過于復雜的節(jié)點,少量主桁架在內環(huán)附近截斷。鋼結構大量采用由鋼板焊接而成的箱形構件,交叉布置的主桁架與屋面及立面的次結構一起形成了“鳥巢”的特殊建筑造型。主看臺部分采用鋼筋混凝土框架一剪力墻結構體系,與大跨度鋼結構完全脫開。
Q460鋼材的運用
說起Q460鋼材,大多數(shù)人可能都不了解。“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(fā)生塑性變形,這個強度要比一般鋼材大,因此生產難度很大。這是國內在建筑結構上首次使用Q460規(guī)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,河南舞陽特種鋼廠的科研人員開始了長達半年多的科技攻關,前后3次試制終于獲得成功。如今,為“鳥巢”準備的Q460鋼材已經(jīng)開始批量生產。2008年,400噸自主創(chuàng)新、具有知識產權的國產Q460鋼材,將撐起“鳥巢”的鐵骨鋼筋。
特殊結構
此外,屋頂內環(huán)主桁架吊裝和立面次結構安裝已全面展開。“鳥巢”鋼結構所使用的鋼材厚度可達11厘米,以前從未在國內生產過。另外,在“鳥巢”頂部的網(wǎng)架結構外表面還將貼上一層半透明的膜。使用這種膜后,體育場內的光線不是直射進來的,而是通過漫反射,使光線更柔和,由此形成的漫射光還可解決場內草坪的維護問題,同時也有為座席遮風擋雨的功能。
更為匠心獨具的是,“鳥巢”把整個體育場室外地形微微隆起,將很多附屬設施置于地形下面,這樣既避免了下挖土方所耗的巨大投資,而隆起的坡地在室外廣場的邊緣緩緩降落,依勢筑成熱身場地的2000個露天座席,與周圍環(huán)境有機融合,并再次節(jié)省了投資。
象征意義
許多看過“鳥巢”設計模型的人這樣形容:那是一個用樹枝般的鋼網(wǎng)把一個可容10萬人的體育場編織成的一個溫馨鳥巢!用來孕育與呵護生命的“巢”,寄托著人類對未來的希望。
整個體育場結構的組件相互支撐,形成網(wǎng)格狀的構架,外觀看上去就仿若樹枝織成的鳥巢,其灰色礦質般的鋼網(wǎng)以透明的膜材料覆蓋,其中包含著一個土紅色的碗狀體育場看臺。在這里,中國傳統(tǒng)文化中鏤空的手法、陶瓷的紋路、紅色的燦爛與熱烈,與現(xiàn)代最先進的鋼結構設計完美地相融在一起。
整個建筑通過巨型網(wǎng)狀結構聯(lián)系,內部沒有一根立柱,看臺是一個完整的沒有任何遮擋的碗狀造型,如同一個巨大的容器,賦予體育場以不可思議的戲劇性和無與倫比的震撼力。這種均勻而連續(xù)的環(huán)形也將使觀眾獲得最佳的視野,帶動他們的興奮情緒,并激勵運動員向更快、更高、更強沖刺。在這里,人,真正被賦予中心的地位。