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鸟巢的主要钢结构是什么钢又是哪的?

发布时间:2019/12/12 17:05

  “鸟巢”是2008年北京奥运会主体育场。由2001年普利茨克奖获得者赫尔佐格、德梅隆与中国建筑师合作完成的巨型体育场设计,形态如同孕育生命的“巢”,它更像一个摇篮, 寄托着人类对未来的希望。设计者们对这个国家体育场没有做任何多余的处理,只是坦率地把结构暴露在外,因而自然形成了建筑的外观。 “鸟巢”以巨大的钢网围合、覆盖着9.1万人的体育场;观光楼梯自然地成为结构的延伸;立柱消失了,均匀受力的网如树枝般没有明确的指向,让人感到每一个座位都是平等的,置身其中如同回到森林;把阳光滤成漫射状的充气膜,使体育场告别了日照阴影;整个地形隆起4米,内部作附属设施,避免了下挖土方所耗的巨大投资。 鸟巢是一个大跨度的曲线结构,有大量的曲线箱形结构,设计和安装均有很大挑战性,在施工过程中处处离不开科技支持。“鸟巢”采用了当今先进的建筑科技,全部工程共有二三十项技术难题,其中,钢结构是世界上独一无二的。“鸟巢”钢结构总重4.2万吨,最大跨度343米,而且结构相当复杂,其三维扭曲像麻花一样的加工,在建造后的沉降、变形、吊装等问题正在逐步解决,相关施工技术难题还被列为科技部重点攻关项目。 现在,“鸟巢”已经完成混凝土施工,开始进行钢结构施工。在桁架柱内柱受力最大的部位,为了有效控制构件的最大壁厚,减小焊接工作量,使连接构造比较合理,在设计中采用了高强度的Q460钢材。 说起Q460钢材,大多数人可能都不了解。“鸟巢”结构设计奇特新颖,而这次搭建它的钢结构的Q460也有很多独到之处:Q460是一种低合金高强度钢,它在受力强度达到460兆帕时才会发生塑性变形,这个强度要比一般钢材大,因此生产难度很大。这是国内在建筑结构上首次使用Q460规格的钢材;而这次使用的钢板厚度达到110毫米,是以前绝无仅有的,在国家标准中,Q460的最大厚度也只是100毫米。以前这种钢一般从卢森堡、韩国、日本进口。为了给“鸟巢”提供“合身”的Q460,从2004年9月开始,河南舞阳特种钢厂的科研人员开始了长达半年多的科技攻关,前后3次试制终于获得成功。如今,为“鸟巢”准备的Q460钢材已经开始批量生产。2008年,400吨自主创新、具有知识产权的国产Q460钢材,将撑起“鸟巢”的铁骨钢筋。 ——小鸟筑巢 从东刚果至南非州热带稀树干草原,常常可以见到有一种叫苍头燕雀的织布鸟。它们用草和许多不同柔韧度的纤维织成的巢,象一粒粒奇异的果实一样悬挂在树枝上。织布鸟选择结实的动物毛发——最常见的是斑马或羚羊身上的毛,将巢牢牢地系在树枝上,还用嘴将毛发缠成总是一个式样的结子作为记号。这样的鸟巢能承受在里面栖身的一对成年雀鸟和几只幼鸟的全部重量,任凭风吹雨打也不会脱落下来。 本世纪初,自然科学爱好者矣热恩·玛雷发现年轻的雀鸟在筑巢时并未仿效它们的年长伙伴。为了排除年轻雀鸟受训的可能,矣热恩从织布鸟巢取走几粒卵,把它们偷偷地放到他家哺养的金丝雀的巢里去孵化。当雏鸟破壳而出逐渐长大后,又把它们转移到另一个特定的地方, 让它们在那里结成“伴侣”,生儿育女,同时不让它们获得可供筑巢的任何合适材料,而是让它们直接把卵产在笼底。产下的卵又取走,再让金丝雀孵化……就这样反复试验,使得第四代的织布鸟不仅断绝了与前辈和自然界的联系,而且完全被人工所驯化。 现在,他在鸟笼里放进一小撮草,一些纤细树枝和纤维物。织布鸟就在笼里利用这些材料开始工作。很快,鸟儿就编好了悬挂在笼子里的巢,而且其式样与它们自由自在的上几代所营造的巢毫无二致。它们熟谙营造技术,这方面的知识绝不比它们的曾祖、高祖逊色。它们也懂得用松软但不够结实的马的毛垫在笼子底部,而决不会将它错织到巢壁上。如材料有剩,它们就会用剩料来加固巢与笼上树条的联接,用它扎成带“商标”的特别的结子。 玛雷得出结论:鸟的筑巢本领是遗传的

  展开全部1、鸟巢的结构特点:“鸟巢”的外形结构主要由门式钢架组成,共有24根桁架柱,建筑顶面长轴为332.3米,短轴为296.4米,最高点高度为68.5米,最低点高度为42.8米。大跨度的屋盖支撑在24根桁架柱之上,柱距为37.96米。主桁架围绕屋盖中间的开口放射形布置,只有22榀主桁架直通或接近直通。

  2、鸟巢的建筑结构用钢:“鸟巢”是国内在建筑结构上首次使用Q460规格的钢材;这次使用的钢板厚度达到110毫米,在中/国材料史上绝无仅有,在国家标准中,Q460的最大厚度也只是100毫米。以前这种钢一直为进口。但是,作为北京2008年奥运会开幕式的体育场馆,作为中国国家体育场,其栋梁之材显然只能由中国人自己生产!

  1)Q460是一种低合金高强度钢。Q代表钢材的强度,460代表460兆帕,兆是10的6次方,帕是压强单位帕斯卡。Q460就是钢材受力强度达到460兆帕时才会发生塑性变形,也就是当外力泄掉后,钢材只能保持受力的形状而无法回复原形,这个强度要比一般钢材大。

  2)“鸟巢”的跨度很大,如果使用低强度的钢材,将使钢材的断面增大,在受力比较复杂的情况下,会带来一系列的问题。比如,110毫米厚的高强度钢材,如果换成低强度钢材,厚度至少要达到220毫米,而钢板越厚,焊接越难。而且,钢材在焊接的部位很容易出现问题,尤其是断面增大之后,在焊接过程中容易产生缺陷。

  3)除了焊接不便,低强度钢材体积和负重大是另外一个不足之处。钢材出厂后并不是直接使用到建筑上,而是要焊成方形柱或矩形柱来使用,如果用低强度的钢,需要把柱子焊的很大,大尺寸的钢结构不利于加工制作,如果用高强度钢,柱子就可以焊得很小,重量和占地面积都要小,更加方便加工制作。

  1)Q460只在机械结构上使用过,在建筑结构从未使用过,同时国产的Q460最大只有100毫米的规格,没有110毫米这种规格。

  2)建筑结构用钢和工程机械用钢不尽相同。建筑结构用钢应该具有几个特点:首先它要具有良好的抗震性;另外还要求具有防止钢材焊接后一层层裂开的性能;还有就是好的抗低温性能,因为钢材在低温情况下会变脆,温度越低、钢材越碎,越容易断裂,具有很好的抗低温性的钢材就不容易发生脆化;因为“鸟巢”的钢结构最后要进行焊接,所以还要求钢材具有良好的可焊性。

  “鸟巢”所用钢材强度是普通钢的两倍,是由中国自主创新研发的特种钢材,集刚强、柔韧于一体,从而保证了“鸟巢”在承受最大460兆帕的外力后,依然可以恢复到原有形状,也就是说能抵抗唐山大地震那样的地震波。

  国家体育场在建设中采用了先进的节能设计和环保措施,比如良好的自然通风和自然采光、雨水的全面回收、可再生地热能源的利用、太阳能光伏发电技术的应用等。鸟巢的外观之所以独创为一个没有完全密封的鸟巢状,就是考虑既能使观众享受自然流通的空气和光线,又尽量减少人工的机械通风和人工光源带来的能源消耗。

  巢内使用的光源,都是各类高效节能型环保光源。在行人广场等室外照明中也尽可能地采用太阳能发电照明系统。在鸟巢中足球场地的下面是312口地源热泵系统井。它通过地埋换热管,冬季吸收土壤中蕴含的热量为鸟巢供热;

  夏季吸收土壤中存贮的冷量向鸟巢供冷,能节省不少电力资源。在“鸟巢”的顶部装有专门的雨水回收系统,被收集起来的雨水最终变成了可以用来绿化、冲厕、消防甚至是冲洗跑道的回收水。诸多先进的绿色环保举措使国家体育场成为了名副其实的大型绿色建筑。