摘要：国家体育场“鸟巢”是2008年北京奥运会的主体育场，从设计之初就倍受世人关注。“鸟巢”工程规模庞大，结构造型新颖，构件尺寸巨大且有扭曲构件，节点构造复杂，其设计与施工的难度都是空前的，现有的技术规范与规程在不少方面无相应条文可循。为了解决结构设计中的关键技术难题，中国建筑设计研究院组织了众多高校、科研单位等进行了大量的试验研究与技术攻关，成果均达到国际先进水平。本专栏以连载的形式向读者介绍“鸟巢”结构设计研究中的关键技术，主要包括大跨度结构风荷载效应、大跨度结构的温度场、钢结构复杂节点设计、焊接薄壁箱形构件设计、扭曲薄壁箱彤构件设计、大型柱脚与基础设计、膜结构设计、超长混凝土结构设计、混凝土结构耐久性设计、结构安全监测等，以期为读者提供相关技术经验。

摘要：根据国家体育场屋盖结构的构型原则,扭曲箱形构件的轴线保持在同一平面内,可视为由一系列曲率半径不同的弧形曲线构成。扭曲箱形构件受力机理复杂,影响因素较多。在设计中经过大量的计算分析、试验研究与加工工艺研讨,提出设置横向加劲肋的方法,通过在扭曲箱形构件设置内部加劲肋的方式改善扭曲箱形构件的应力分布,有效约束弧形板件的面外变形,增强构件的整体刚度。通过调整板件厚度、加劲肋间距等措施,使实体模型达到与杆件模型强度等效和刚度等效;在确定加劲肋形状时兼顾焊接操作空间、节约材料等方面的因素。

摘要：0引言在国家体育场大跨度屋盖中，主结构与次结构均采用焊接箱形截面。构件外形尺寸受建筑造型限制，主桁架上弦杆、屋面次结构截面尺寸主要为1000mm×1000mm，下弦杆截面主要为800mm×1000mm，腹杆截面为600mm×600mm，立面次结构杆件截面尺寸为1200mm×1200mm。有效控制箱形构件壁厚，不但有利于减小用钢量、控制造价，同时对于减小地震与温度作用、增强结构的安全性意义重大，但同时也导致“鸟巢”钢结构存在大量的薄壁箱形构件。

摘要：0概述国家体育场“鸟巢”造型由杆件交叉编制形成，节点形式极其复杂，汇交杆件数量众多且汇交方式多样，几何尺寸巨大，是结构受力的关键部位，在国内外尚无工程应用实例，其设计方法在国内外钢结构设计规范中均无相应的规定。

摘要：概述国家体育场钢结构构件直接暴露于室外，冬季时可以认为钢构件的温度与室外气温相同。夏季时室外气温最高，同时太阳照射强度也最大，太阳照射将引起构件温度显著升高。屋架上、下弦膜材之间的空气流动性较差，屋架内部温度明显高于室外气温，形成“温箱”效应。另外，结构在迎光面与背光面的温差，以及屋面、立面钢构件的温差将形成梯度较大的温度场分布。由于国家体育场大跨度钢结构的平面尺度很大，温度变化将在结构中引起很大的内力和变形，对结构的安全性与用钢量将产生显著的影响，这在建筑结构中是很少见的。

摘要：0概述国家体育场屋盖钢结构的立面和肩部构件均为扭曲箱形构件，随着屋盖表面曲率的变化而弯曲、扭转，从而保证了立面箱形构件的光滑甲顺。扭曲箱形构件的几何构型特殊，加工制作难度大，受力机理复杂，受拉时会导致产生很大的弯曲效应。在设计过程中对其受力机理与设计方法进行了深入地研究，除了进行夫量的有限元计算分析外，还进行了缩尺模型试验，验证设计方法的可靠性，确保扭曲箱形构件设计安全合理。国家体育场屋盖结构与单榀桁架柱的实体模型如图1所示。

摘要：为研究国家体育场钢结构桁架柱外柱顶部肘形扭曲薄壁箱形构件的抗拉性能,完成了一个桁架柱外柱顶部局部结构1/4缩尺模型的拉伸试验。试验结果表明,当模型承受1200kN(1.61倍设计拉力)的拉力时,顶点水平位移为7.80mm,模型结构整体处于弹性;拉力达1700kN(2.28倍设计拉力)时,顶点水平位移为12.75mm,没有发现模型构件有焊缝撕裂或局部屈曲等明显破坏现象。构件的屈服主要发生在弯扭段节间23、跨中区格以及弯扭段与斜柱连接节点外侧的受拉区面板。试验中三根斜柱均处于弹性。

摘要：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一剪力墙结构体系，与大跨度钢结构完全脱开。

摘要：大跨度空间菱形桁架是基于建筑造型产生的一种新型桁架形式。详细介绍了苏州火车站空间菱形交叉桁架屋盖结构体系的设计要点,包括结构体系的布置特点、荷载取值、静动力分析、施工模拟分析、防连续倒塌分析及多维多点输入分析等,相关分析方法以及专项计算结果可供类似结构的分析、设计参考。

摘要：结合作者完成的开合屋盖工程设计经验,对开合屋盖结构设计的关键技术进行了较为全面的论述。屋盖的开合方式应根据建筑方案、使用功能、自然条件、运营管理等因素综合确定,应明确规定活动屋盖开合的基本状态;从结构安全与经济性的角度来看,将抵抗荷载与作用最有利的活动屋盖位置作为基本状态较为合理;活动屋盖应采用整体刚度较小、对边界条件不敏感的柔性结构,对安装误差与结构变形具有较大的适应能力;固定屋盖,尤其是轨道桁架应具有较大的刚度,并严格控制施工精度;活动屋盖位于全开、半开及全闭三种状态的荷载取值存在很大差异,需要分别进行计算分析;应考虑活动屋盖与固定屋盖之间的相互作用,轨道桁架、台车及连接部件应在罕遇地震作用下保持弹性;在活动屋盖处于非基本状态或行走过程中,地震作用可适当折减;应通过对多种驱动方式进行技术经济比较,确定活动屋盖开合驱动与控制系统,系统应便于操作与维修,驱动控制系统的维护管理工作对保证活动屋盖运行的可靠性与耐久性非常重要。