北京奥林匹克体育场设计与施工

北京奥林匹克体育场建设

2008年奥运会，国际建筑师和工程师团队的愿景要求用现代技术制造钢筋混凝土。它的钢屋顶是320米长和297米宽．它容纳了91000名观众，观看了200个国家的比赛。2002年，当北京被选为2008年奥运会的举办地时，中国官员宣布了一项北京奥林匹克体育场设计的全球竞赛。

瑞士建筑事务所Herzog & de Meuron也参与了竞赛。他们想了解中国人的思维方式。他们探索中国文化寻求思想。他们想出了一个受中国艺术，尤其是花瓶启发的概念。

北京国家奥林匹克体育场的建设

2003年4月，选择了赫尔佐格＆de Meuron的设计，被命名为鸟巢。现在，建筑师面临着将这个雄心勃勃的项目变成现实的挑战。它有巨大的弯曲梁，纵横交错在交织的钢编织图案。它的估价为2.5亿英镑。3000英亩的土地被分配给奥林匹克公园，围绕体育场。

开始建设

工程于24日动工^th2003年12月，盛大的开业仪式。几个月后，混凝土地基开始浇筑。

北京国家体育场的抗震性能。

由于中国被一些最致命的断层线包围，体育场必须是抗震的。摘要北京奥林匹克体育场的建筑结构必须通过严格的抗震测试。帕里什被赋予了使鸟巢防震的责任。迫在眉睫的问题是，体育场太大了，它不可能以相同的频率完全均匀地震动。j·帕里什提出了部分建造混凝土弓，然后用金属弓环绕的解决方案。

将北京体育场的混凝土建筑结构划分为6个零件是安全的关键。被隔离，每个部分都可以在地震中灵活地移动，使其可以通过自由运动吸收能量，而不是通过这种能量被破坏成碎片。然后它被金属蝴蝶结包围。这样，如果在最坏的情况下，钢铁将不受影响并支持结构框架。奥林匹克委员会的结构指南也得到了相应的举行，即体育场应该有巨型屏幕，商店，餐馆，咖啡馆，酒吧和高于比赛的所有壮观景色。每个座位都设计成尽可能接近行动。距离体育场中心没有座位超过142米。

鸟巢体育场结构设计

随着设计阶段完成的，工作在体育场的混凝土弓结构上开始。到2003年5月，建设正在进行中。

当法国新建的机场终端时，该项目面临着新的问题，在北京体育场拥有同样的不受支持的屋顶结构，没有任何警告。终端的屋顶被设计而没有任何内部支撑，Sames作为鸟巢的设计。随着中国官员审查了体育场的安全，该项目的工作暂停了。官员减少了座位的数量，取消了屋顶设计，推荐了一个新的更便宜和更安全的设计。

5个月后，项目恢复了。建筑师不得不重新设计体育场作为一个露天场所。它使体育场更便宜，更安全。

另一个问题是时间，在审查过程中浪费了太多的时间，现在需要更多的工人。同时，冬天即将来临，混凝土中的水可能会结冰，导致强度降低的问题。7000名工人加入进来，三班倒。以每周1层的速度，工人们在5个月内完成了混凝土施工。现在主体结构已经准备好了，但巨大的钢结构还没有建成，这使它看起来像一个鸟巢。

2005年10月28日，首根钢柱吊起。对于其余的结构设计，建筑师的计划是使用巨大的钢梁，这些钢梁会在300米宽的体育场周围扭曲和旋转。图案需要看起来随机，以创造鸟巢的错觉。但与此同时，横梁必须相互支撑，安全地承载重物，这样艺术景观才能独立存在。

CAD在北京奥林匹克体育场的应用

为了将横梁组织成所需的形状，工程师们必须使用先进的CAD技术建立北京体育场的3D模型。为此目的，使用了Aerospace软件。该建筑由围绕体育场的24根柱子组成。柱子呈桁架状，环绕着混凝土的船头。与其他混凝土结构的内部骨架不同，在这个体育场，骨架被设计在钢筋混凝土结构的外部。第二组梁填满了前两组梁之间的空隙。他们把所有的梁连接在一起，形成一个编织结构。

第三组梁支撑楼梯，并为屋顶薄膜覆盖提供框架。它的主要目的是填补第二个体系留下的所有空白。

在施工开始之前，施工团队必须确保钢材有足够的强度来承受载荷，尤其是在弯曲的钢梁边缘处。横梁从地板开始到建筑顶部，垂直弯曲越过屋顶，然后穿过体育场再向下弯曲到达地板。这些梁从一端到另一端的长度超过300米。

对于这种雄心勃勃的梁，团队必须设计一种新的、特殊的钢来承受负载，同时又有足够的灵活性来承受地震的震动。

建立了该体育场的计算机模型，并应用振动荷载来观察结构的动力学。这使得工程师能够确定由于地震荷载在体育场引起的震动和损坏的数量。通过这些北京体育场的CAD模型，确定了承受地震所需的钢的柔韧性。现有品牌的钢没有所需的灵活性，因此Q460 -一个新的品牌的钢专门为这个项目发明。

这个品牌将在上海制造。对该钢进行了许多测试以确认其强度。但仍然留下了真正构建这种钢结构的复杂工作。这些钢部分必须弯曲，抬起，彼此适当地连接和连接。制作弯曲梁也需要工程性。要承受负荷并创造正确的美学，工程师提出了盒子设计。将四个钢板焊接在一起并弯曲成所需的形状以形成双绞线部分。携带Q460的卡车不得不将5个城市从上海到北京的5个省份交叉。

在现场，工人们将梁焊接在一起，形成更大的部分，形成一个桁架，一些桁架的长度高达12米。每个重达350吨，由800吨的起重机吊到屋顶顶部。定位这些沉重的结构也需要很高的技能，因为模式是随机的，工作就像把拼图的碎片拼在一起。要把所有的零件都装配好而不出错是很困难的，因为在定位的时候，一端会漏另一端。这需要2-3天的时间来焊接接头和固定他们在地方。由于现在结构的强度也依赖于焊接，所以对于特殊钢的焊接，培训了1000多名熟练工人。焊接北京体育场是一项艰难、危险和缓慢的工作。Q460被证明是一种硬钢，焊接时需要比普通钢更高的温度。大约要进行320公里长的焊接。

为了适应施工过程中的温度变化，有些端部留有开口和未焊接。北京的气温为-20 - 30°C。当温度上升时，鸟巢也随之上升，当温度下降时，鸟巢也会安定下来。敞开的接头要在既不太热也不太冷的天气里焊接。因此，夏天的夜晚被选为这项工作，400名工人参加了夜班工作。2006年8月31日，工人们完成了焊接。

删除模板

现在，模板和其他支撑结构将被拆除，这些支撑结构将梁固定在原位。在此之前，这座建筑由78根支柱支撑。这些柱子在结构下方均匀分布，承受42000吨的钢荷载。卸货工作将于2006年9月开始。

使用了液压千斤顶来拆除屋顶下面的柱子。这些千斤顶将首先支撑屋顶，柱子将被拆除，荷载将转移到千斤顶上，千斤顶最终会降低，让结构支撑自己的重量。

根据计算，屋顶必须定居高达30厘米，并且在除去支撑后，它使其达到。他们仍然要等待看到任何进一步的下沉或开裂。如果是这样，这意味着会发生严重的伤害。全面1周，所有支持都被删除。该框架最终于2007年9月17日在自己身上站立。仍然结构只是空心钢结构。它必须被布置和制造成奥运体育场。使用粉末 - 碳聚合物透明片材填充钢结构构件之间的空间。