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：详细分析薄壁箱形构件焊接的特点和难点,并结合工厂实际制作能力制订有针对性的工艺技术措施。这些措施包括从焊接工艺原理的角度,合理、科学地设计出各主要焊缝的形式、主结构装配顺序、焊缝焊接顺序和工艺要求,保证结构受力性能和结构的尺寸稳定,构件制作质量达到优良标准。通过该类型构件的制作,也给建筑钢结构工厂制作工艺赋予了新的涵义——以工厂实际制作能力为本,打破常规,推陈出新,触类旁通。

摘要：在国家体育场设计中,利用CATIA空间建模软件建立了国家体育场大跨度钢结构精确的三维空间几何模型与计算模型。为了使结构受力合理、减小构件加工制作难度与施工的复杂性,主桁架弦杆在相邻腹杆之间采用直线代替空间曲线构件,桁架柱腹杆尺寸与菱形内柱同宽。对于屋盖肩部的空间扭曲构件,在整体计算模型中用分段折线代替理想曲线,并对每段构件截面的主轴方向进行偏转。屋顶与立面次结构可以有效减小主结构弦杆面外的计算长度,提供ETFE膜结构、下弦声学吊顶与屋面排水系统的支承条件,并形成结构的抗侧力体系。在设计中运用将“死”单元逐次激活的技术,对钢结构在整个施工过程刚度和荷载的变化情况进行模拟。根据风洞试验确定风压分布,提出下风振系数的计算方法,确定大跨度结构的风振下压效应。采用新型国产高强钢材,并根据构件的重要性确定钢材的技术性能要求。在综合考虑工程的重要性、结构受力特点、施工偏差以及工程造价等多种因素的基础上确定构件应力比限值,进行构件优化计算。对恒荷载、活荷载、风荷载、温度作用、小震与中震及相应的工况组合进行计算,并对材料利用率与结构用钢量进行了分析统计。

摘要：国家体育场是北京2008年北京奥运会的主体育场,承担第29届奥运会开、闭幕式与田径比赛,其大跨度"鸟巢"的结构设计与优化工作受到广泛关注。由于国家体育场大跨度结构特殊的重要性与巨大的复杂性,在设计中采用大量的新技术、新材料、新工艺,进行了许多技术创新,在保证结构安全性与耐久性的同时,对结构体系、构件与节点构造等进行了卓有成效的优化,取得了良好的综合技术经济效果。对在设计中采用的关键技术进行简要介绍。

摘要：针对国家体育场大跨度钢结构中存在用钢量较大的问题,通过对主结构和次结构的布置进行调整,使结构的受力性能与节点构造得到了改善;在板件应力状态分析的基础上,提出了适用于焊接薄壁箱形构件的设计方法;根据主结构与次结构受力的特点,提出合理确定杆件计算长度系数的方法;提出钢结构分段吊装方案,合理确定临时支撑塔架的位置,并考虑安装顺序对结构抗震性能的影响;通过合理选用新型中国产高强钢材,有效地控制了结构自重;在ANSYS软件平台上开发了设计与优化功能,以满足国家体育场复杂大跨度钢结构设计的需求;通过多种布索方案的综合比较,对采用预应力技术的可行性进行了深入的研究。通过对多种优化方法的研究与应用,有效地减小了国家体育场大跨度钢结构的用钢量,并取得了显著的技术进步及社会经济效益。