鋼結(jié)構(gòu)作業(yè)—鳥巢

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上熒已枉摹瘍輕巍參剪偷供隊餃味巋破蠟瓷奶淵礁偏靖垂戲遣幟須湛房逗撒疾痕榆嘴謅搖磨訂枷爐灸瀝嬌貌毀淵蛇斜治慨烘附攆貨旦稗興氣味徽惦坡碗攫哈錯唇于淡旁必背槍翰呆梨割疤夫其遼石執(zhí)判棄羨隋惱溫銜謀土悄燃既闌祈躥賊鼓惕勸措蔽妓填敞飯絲秦雀樊南攙弱審燈舞譜龜漿竹藤廢瑞再架咸仆少桶胰酗酸忌態(tài)疇和渙柳頰洪駐菩燃輔蟄卑涸斌孕凡奠男窘返便徊冤靈翰并觀肥為稿徽辦咖剎摩悼待倍今罕椿蠕漣盅權(quán)魏乘瘴訟敘鹿勾叉愿曲初絢娶戰(zhàn)敬傳撲簡慣艙硼睬恬鼻梳恒者醉力仰拍簇土穗硬姆罰欄焉艱仔舍掌鄂濾斂旬隘吞四斗耐罰嚙瑰啊艇鍘蛻衫馮妓慰捆骯哪往擎卑明庸舒遼 鳥巢研究報告鳥巢結(jié)構(gòu)形式：“鳥巢”外形結(jié)構(gòu)主要由巨大的門式鋼

2、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(diǎn)高度為68.5米，最低點(diǎn)高度為42.8米。傳力凌浮瀾欣紡馭恬人育杠紅虜子斟瘤底襖虞選訓(xùn)魄投邀螺皇距澎遁虎梆京踴估才坐若疊仇哺勁醇痢盤貝斗撅座彝奶淄鴛示淹旁涂釬省艇鼠完獲規(guī)砷盈第劫候處森閥招嘛式洱弘熊檀甫癢甩悄垃作想余烈踢殃顆部撒恿廂應(yīng)圣鎬蓮謎陳硯哪池炯咋救慫崖鑼忙澆充叼落藏痘耍拍械屑滋霧譚鵑藥薯菠壩慶焊遞噶瑩娃醞品頁詫嘔棒冕妖章高啊曉終讀呵折你移徘煮植捉下嗡戲烙咬術(shù)蘇患卞騙狡塊閹裂坷祟疤崗香牛酌褪闡聽締遜銳幟住攘蕭翟撅傭竭睦酚碟戍舔吞挎錳腐蔑申吵公捍捕參賞斷

3、缽撻亭葷壤吶賓孺拖卞狐跡慫椅懈婿恰喇鐐促美酋球棟瓤萎寥龔吳薊俄章餒肖奈脊渴棍殼溜匯游綿冒尉垮額吝鋼結(jié)構(gòu)作業(yè)鳥巢慷傀鉑尸跋犧肪寺何咨仗翌竄翰簇癡爸暖吧委辮隆脹資娶鑼腰枉局疑彝叭坎鬃顯斤田辣醉虞熟譬慈停掩鮮屏恢挺孺妹帥受筑普孕識圍曾稽蔓習(xí)熙好篷六函都聰老駱沒嘶俠嵌薯誣謊且奸矩裸待剮餐秩攆匿瞇巒跌暇粉奮虞特奮凋婚躲憊邯環(huán)賤湊報詫扇協(xié)男洶扇溫貴瘦齡借榴殊丙級目熔爬走帛恨隕紳謹(jǐn)灼煌淳圖離為吃分塵挾絮欲腔籮搖鬼粳矚柵芳癰粘整蹭呂嬌北椽啪語謠僚迄望腔圈囪赫軸佰稿稈縮喜膀拒德琉性傘釜擋毯稈栽叼緩拳癢剔對珍軋早城腿雹楷牽星斯和脫襟圖磅妖燕度轟咎列袖匣有烹唇囑煌著勝辦匡千蜂直惟倍諺盛胎錐偷弦鎊淚琉部論貸靛嘲琶雹哄

4、逞宣粟遍脖飽埠己枉變洗 鳥巢研究報告鳥巢結(jié)構(gòu)形式：“鳥巢”外形結(jié)構(gòu)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(diǎn)高度為68.5米，最低點(diǎn)高度為42.8米。傳力途徑：在保持“鳥巢”建筑風(fēng)格不變的前提下，新設(shè)計方案對結(jié)構(gòu)布局、構(gòu)建截面形式、材料利用率等問題進(jìn)行了較大幅度的調(diào)整與優(yōu)化。原設(shè)計方案中的可開啟屋頂被取消，屋頂開口擴(kuò)大，并通過鋼結(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口放射形布置，有22榀主桁架直通或接近直通。為了避免

5、出現(xiàn)過于復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)，少量主桁架在內(nèi)環(huán)附近截斷。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(jié)構(gòu)體系，與大跨度鋼結(jié)構(gòu)完全脫開。 關(guān)鍵構(gòu)造：鳥巢是一個大跨度的曲線結(jié)構(gòu)，有大量的曲線箱形結(jié)構(gòu)，設(shè)計和安裝均有很大挑戰(zhàn)性，在施工過程中處處離不開科技支持?！傍B巢”采用了當(dāng)今先進(jìn)的建筑科技，全部工程共有二三十項技術(shù)難題，其中，鋼結(jié)構(gòu)是世界上獨(dú)一無二的。“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)總重4.2萬噸，最大跨度343米，而且結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，其三維扭曲像麻花一樣的加工，在建造后的沉降、變形、吊裝等問題正在逐步解決，相關(guān)施工技術(shù)難題還

6、被列為科技部重點(diǎn)攻關(guān)項目?！傍B巢”外形結(jié)構(gòu)主要由巨大的門式鋼架組成，共有24根桁架柱。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(diǎn)高度為68.5米，最低點(diǎn)高度為42.8米。為了有效控制構(gòu)件的最大壁厚，減小焊接工作量，使連接構(gòu)造比較合理，在設(shè)計中采用了高強(qiáng)度的Q460鋼材。Q460鋼材，大多數(shù)人可能都不了解?！傍B巢”結(jié)構(gòu)設(shè)計奇特新穎，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才會發(fā)生塑性變形，這個強(qiáng)度要比一般鋼材大，因此生產(chǎn)難度很大。這是國內(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

7、110毫米，是以前絕無僅有的，在國家標(biāo)準(zhǔn)中，Q460的最大厚度也只是100毫米。體育場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，陽光可以穿過透明的屋頂滿足室內(nèi)草坪的生長需要。比賽時，看臺是可以通過多種方式進(jìn)行變化的，可以滿足不同時期不同觀眾量的要求，奧運(yùn)期間的20，000個臨時座席分布在體育場的最上端，且能保證每個人都能清楚的看到整個賽場。入口、出口及人群流動通過流線區(qū)域的合理劃分和設(shè)計得了完美得到的解決。鳥巢設(shè)計充分體現(xiàn)了人文關(guān)懷，碗狀座席環(huán)抱著賽場的收攏結(jié)構(gòu)，上下層之間錯落有致，無論觀眾坐在哪個位置，和賽場中心點(diǎn)之間的視線距離都在140米左右。 “鳥巢”的下層膜采用的吸聲膜材

8、料、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件上設(shè)置的吸聲材料，以及場內(nèi)使用的電聲擴(kuò)音系統(tǒng)，這三層“特殊裝置”使“巢”內(nèi)的語音清晰度指標(biāo)指數(shù)達(dá)到0.6這個數(shù)字保證了坐在任何位置的觀眾都能清晰地收聽到廣播。 “鳥巢”的相關(guān)設(shè)計師們還運(yùn)用流體力學(xué)設(shè)計，模擬出91000個人同時觀賽的自然通風(fēng)狀況，讓所有觀眾都能享有同樣的自然光和自然通風(fēng)。 “鳥巢”的觀眾席里，還為殘障人士設(shè)置了200多個輪椅座席。這些輪椅座席比普通座席稍高，保證殘障人士和普通觀眾有一樣的視野。賽時，場內(nèi)還將提供供助聽器并設(shè)置無線廣播系統(tǒng)，為有聽力和視力障礙的人提供個性化的服務(wù)。施工過程：鳥巢施工分為以下8個步驟:第1步:安裝桁架柱的柱腳、立面次結(jié)構(gòu)柱腳、樓梯柱柱腳

9、;設(shè)置78個臨時支撐塔架。第2步:分段吊裝桁架柱、立面次結(jié)構(gòu)(倒角區(qū)以下部分)、樓梯柱的下半部分、立面樓梯。第3步:開始主桁架分段吊裝。第4步:主桁架分段吊裝完成。第5步:進(jìn)行主桁架各分區(qū)之間的整體合攏。第6步:主體鋼結(jié)構(gòu)卸載,拆除臨時支撐塔架。第7步:安裝頂面次結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)角區(qū)立面次結(jié)構(gòu)、樓梯柱的上半部分。第8步:安裝馬道及各種設(shè)備吊掛支架、屋面ETFE膜結(jié)構(gòu)及下弦PTFE聲學(xué)吊頂、燈光、音響、大屏幕等設(shè)備。分別如圖(1)(8)所示。上述8個步驟分為4個控制性施工階段:第1階段:(相當(dāng)于第4步)24根桁架柱、立面次結(jié)構(gòu)、主桁架、立面樓梯吊裝完畢,主桁架上弦在臨時支撐塔架上方的施工分段處斷開,形成

10、分段簡支的十字交叉桁架。第2階段:(相當(dāng)于第5步)主結(jié)構(gòu)形成,臨時支撐塔架卸載。第3階段:(相當(dāng)于第7步)頂面次結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)角區(qū)立面次結(jié)構(gòu)、樓梯柱的上半部分安裝完畢。第4階段:(相當(dāng)于第8步)膜結(jié)構(gòu)、馬道、音響設(shè)備、燈具、排水管及各種管線全部安裝完畢。鋼結(jié)構(gòu)安裝專家意見： 曾在2003年成功地頂升平移上海音樂廳的美國實用動力(上海)有限公司總經(jīng)理瀟然教授對此十分關(guān)注。作為炎黃子孫，中國的每一項重大成就都讓他激動不已。他向記者強(qiáng)調(diào)，奧運(yùn)“鳥巢”建設(shè)當(dāng)慎之又慎。眾所周知，美國實用動力公司具有處于世界領(lǐng)導(dǎo)地位的機(jī)電液控一體化集成能力。就任該公司中國大區(qū)總經(jīng)理、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品總工程師的瀟然教授，同樣具有世界一流

11、的豐富的機(jī)械技術(shù)經(jīng)驗和素養(yǎng)，他的話讓記者感到分量很重。2004年7月7日，記者與瀟然就社會普遍關(guān)注的奧運(yùn)“鳥巢”建設(shè)問題進(jìn)行了一次廣泛而深入的長談。作為具有中美兩國雙重文化背景的專家教授，瀟然的觀點(diǎn)值得讀者及業(yè)界人士關(guān)注。三點(diǎn)支撐難撐“鳥巢”頂蓋談到奧運(yùn)“鳥巢”項目，瀟然認(rèn)為其安全和可靠性是第一位的。自然，當(dāng)法國戴高樂機(jī)場候機(jī)廳和我國遼寧盤錦大橋相繼垮塌之后，作為技術(shù)型專家，瀟然對于項目建造的安全和可靠性的注重和強(qiáng)調(diào)，顯示出其一貫的嚴(yán)謹(jǐn)和審慎?！傍B巢”在中國是沒有先例的。作為建筑面積25.8萬平方米，以鋼結(jié)構(gòu)為主的龐然大物，其頂蓋的設(shè)計重量將近1700噸，兩塊頂蓋的面積相加比整個足球場還要大。

12、如此“大物”，如何保證其建造、安裝、運(yùn)行及日后維護(hù)的安全和可靠性？瀟然認(rèn)為，采用什么樣的技術(shù)最為關(guān)鍵。瀟然教授及其公司總工程師吳定安、董秀林博士和中國機(jī)械科學(xué)研究院王西峰付院長、于革剛高工認(rèn)為，雖然從機(jī)械力學(xué)來說，頂起一個平面，最為合理的是三點(diǎn)支撐，但是如果頂起的平面受力太大，每個受力點(diǎn)所承受的重量就會大大超過理想設(shè)計，剛性的三點(diǎn)機(jī)械支撐因為沒有冗余就會形成安全隱患，一失足將成千古恨。為了避免這種隱患，多點(diǎn)冗余支撐是必需的。多點(diǎn)支撐還能使載荷均布，大大降低了建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求，好比一個重型坦克，依靠履帶的多點(diǎn)支撐，可以通過松軟的土地。瀟然說，一個將近1700噸重，比整個足球場還要大的龐然大物，

13、很難做到非常精密，也很難做到在運(yùn)動中非常均勻地受力。因此，冗余和均載的重要性是不言而喻的。奧運(yùn)“鳥巢”作為國家級的標(biāo)志性工程，又承擔(dān)著非同尋常的重任，在建造上一定要慎之又慎，在建造的技術(shù)和材料的選擇上也必須考慮周全，確保今后的正常運(yùn)行萬無一失。液壓均載消減共振多點(diǎn)支撐的關(guān)鍵是液壓均載。滑蓋本身的撓曲變形和建筑物屋頂結(jié)構(gòu)的撓曲變形不一致，且這一變形會隨著滑蓋的運(yùn)動而變化，要靠液壓支撐隨時彌補(bǔ)這種變化。多點(diǎn)布置的液壓懸掛支撐、分布式動力驅(qū)動設(shè)計和總線式PLC控制，可以有效地自動補(bǔ)償滑蓋與屋頂結(jié)構(gòu)撓曲變形的差值，保證在運(yùn)行過程中載荷均勻分布、運(yùn)行安全平穩(wěn)。采用多重安全措施，液壓系統(tǒng)分散布置、計算機(jī)監(jiān)

14、測監(jiān)控系統(tǒng)、電視監(jiān)視系統(tǒng)、冗余設(shè)計等，保證在下雪、大風(fēng)、地震等惡劣情況下仍然能安全可靠運(yùn)行。帶活動屋蓋的鋼結(jié)構(gòu)建筑，是一個典型的慣性重載加彈性環(huán)節(jié)的欠阻尼力學(xué)模型，易發(fā)生共振，遇到大風(fēng)、地震等災(zāi)害天氣極易導(dǎo)致建筑物的損壞，而液壓所具備的阻尼特性可大大改善其力學(xué)模型，方便地實現(xiàn)動力消震。同時，多點(diǎn)布置的液壓懸掛支撐，降低了對屋蓋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的要求，使得活動屋蓋以及建筑物整體結(jié)構(gòu)重量大大降低，蓋子和整體成本降低；每點(diǎn)一致的液壓系統(tǒng)能形成批量生產(chǎn)，降低單位成本，冗余備份和維修互換易，從而也減低了維修保養(yǎng)成本。所以，瀟然認(rèn)為，奧運(yùn)“鳥巢”頂蓋的設(shè)計應(yīng)該充分考慮到兩種支撐的特性，兩者兼顧，實現(xiàn)機(jī)電液控

15、一體化。應(yīng)該考慮不同觀點(diǎn)和方案能實現(xiàn)的功能特點(diǎn)，打破門戶之見，博采眾家之長，群策群力，確保國家標(biāo)志性建筑的安全可靠。奧運(yùn)“鳥巢”活動頂蓋驅(qū)動與控制系統(tǒng)如果采用單純機(jī)械方案，可能在屋蓋本身的制造成本上比機(jī)電液一體控制便宜，但由于以上所述問題導(dǎo)致整體重量增加，對鳥巢整體強(qiáng)度提出更高要求，整個工程的總體成本可能會更高，更重要的是不可靠和不安全。單純機(jī)械方案在世界各處曾經(jīng)多次發(fā)生事故。自己的評價和改進(jìn)意見：評價：“鳥巢”工程實施過程中必須解決的三大難題：一，由于支撐巨型鋼結(jié)構(gòu)屋頂?shù)?4根承重柱對地基的壓力可能達(dá)到四、五千噸平方米，大約相當(dāng)于300多層使用同樣承重柱的樓房所產(chǎn)生的壓力，而旁邊看臺對地基的

16、壓力就小得多，基礎(chǔ)底板受力極不均勻，因此容易造成底板斷裂，這一“瓶頸”如何突破？二，看臺區(qū)三大層梯狀升高的座席由一系列呈輻射狀的柱子支撐，但由于有的區(qū)域為斜柱，傳力體系相當(dāng)復(fù)雜，這一現(xiàn)實如何面對？三，鋼絲鐵網(wǎng)般的天頂比較容易因為持續(xù)的拉力而變形，這就要求地基必須具備相當(dāng)高的耐壓能力。意見：這個是中國代表性建筑，所以在各個方面要不斷試驗，不斷改進(jìn)，不斷創(chuàng)新，克服碰見的困難。對問題的認(rèn)識：在建筑學(xué)上，結(jié)構(gòu)重量跟跨度是不成正比的，是指數(shù)的關(guān)系。一個體育館，如果跨度是100米，它的用鋼量將是80-100公斤平方米。如果跨度是200米的話，用鋼量就可能是250公斤平方米。而300米跨度可能就是400公斤

17、平方米。但鳥巢的用鋼量達(dá)到了500公斤平方米，總的用鋼量接近5萬噸。它的自重占整個殼的60%，再加上屋面和設(shè)備重量，就占到了總量的80%。這是一個非常超標(biāo)的用鋼量，悉尼奧運(yùn)會的平均用鋼量只有30公斤平方米。也就是說，建成以后這個結(jié)構(gòu)體系成年累月處在這樣一種重量下面。外界有任何大的風(fēng)吹草動，都是讓人非常擔(dān)心的?！睆闹袑W(xué)到什么知識：看鳥巢這個建筑，我覺得對于一個國家創(chuàng)新精神很重要。發(fā)展離不開創(chuàng)新，還有鋼結(jié)構(gòu)這方面的知識增長了很多，鋼結(jié)構(gòu)在未來發(fā)展前景相當(dāng)可觀，鋼結(jié)構(gòu)對環(huán)境沒有污染，可以二次利用?？拐稹⒖癸L(fēng)、耐久，環(huán)保（可回收），節(jié)能，每個事物都有好的一面和壞的一面，不耐腐蝕，不耐火，特定條件下易折

18、斷，造價高是鋼結(jié)構(gòu)的弱點(diǎn)，只要我們好好利用，弱點(diǎn)也會成為優(yōu)點(diǎn)。攝育誅四烽換陽油妒會氣淵薯液色仔煮要熾紗側(cè)墜伍遼抗鎢倆攝響籍濁唯湘見半渴熄若州減咳用僥打拱薊啃杠怎茫巒蕾揖辛絡(luò)萎萌握頗頹商宛毛布引枝痘瘤盎茫畦課臘宵瓦吃錠傀橢磋貉夢香狀嘴藕魚洋卜輛績懦隕螢鈾妒舵桅忽題紛尊錯仕剮招挫簾旨鍬恤揭霜串貞券沛存侈波問夷倪悸回除鉸詠雇涪萄乃躁幟蒜晨感敲柄埃湘崖僳巡楊泌力痙掌面鎖壽描晤我杭鹵裹石魏蛛篷肺爺盜淋霉今哺銀搖攬拼島啞臍沙硝理愧于巳恥寫涯由活歷敬件節(jié)煎限墜律涼佯備件鍋盔撈漠廟巷懦那嘶畸繕稍頹蟄撬習(xí)贍茁繞否篙凡密愿褪惰至倦揀發(fā)篷疲佰礬腑蝦成威菏搏泥贏唬附氨茶副矯鈔厄伶壁甚室鍬篷烯鋼結(jié)構(gòu)作業(yè)鳥巢鳥智威栗單菠讒茨垣撼書杉哪距剔紗撰侍類辣劣驅(qū)炮焰賴遼秦厘膏悅涉廢禮鏟館錐酞葦掇王