刚架结构工程实例解析
——以国家体育场为例
班级：10建筑 姓名：滕超 学号：1041401073
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目录：
➢ 刚架结构形式及其特点 ➢ 国家体育场功能 ➢ 国家体育场造型 ➢ 国家体育场空间要求 ➢ 国家体育场结构形式及其特点
刚架结构及其受力特点
• 刚架结构是指梁、柱刚性连接的结构。优点是单层刚架结 构为梁柱合一的结构，内力小于排架结构，截面高度小， 造型轻巧，内部空间较大，广泛应用于中小型厂房、体育 馆、礼堂等中小跨度中。但是缺点也很明显，受力体系主 要是受弯为主，自重较大，用料较多，适用跨度受到限制 。
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国家体育场——结构形式
• 国家体育场采用了空间刚架结构。格构式 刚架的梁、柱、腹板等构件均采用由钢板 焊接而成的箱型截面。沿体育场平面周边 设置了24根刚架柱，柱距为37.958米。22 榀刚架主结构、屋面及立面的次结构、12 组大楼梯及楼梯柱共同构成了“鸟巢”的 形态。体育场看台部分采用钢筋混凝土框 架—剪力墙结构体系，与大跨度钢结构完 全脱开。
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国家体育场——结构形式
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国家体育场——结构形式
• 屋盖主结构的杆件均为箱型构件。其 中，主桁架断面高度为12m，上弦杆截面为 1200mm×1200mm～1000mm ×1000mm， 下弦杆截面为1000mm×1200mm～800mm ×800mm，腹杆截面基本为600mm ×600mm。桁架柱为三角形格构柱，每根 格构柱由两根1200mm ×1200mm箱型外 柱和一根1200mm×1200mm菱形内柱组成， 腹杆截面为1000mm×1200mm。
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刚架结构的形式
➢ 结构受力条件：无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架 ➢ 结构材料：胶合木结构、钢结构、混凝土结构 ➢ 构件截面：实腹式刚架、空腹式刚架、格构式刚架
、 等截面、变截面
➢ 建筑型体：平顶、坡顶、拱顶、单跨与多跨 ➢ 施工技术：预应力刚架和非预应力刚架
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国家体于北京奥林匹克公园中心区南部，鸟 巢为2008年第29届奥林匹克运动会主体育场。鸟 巢工程中总占地面积21公顷，鸟巢建筑面积 258.000。鸟巢内观众座席约91000个，其中临时 座席约为11000个。鸟巢举行了2008年奥运会、 残运会开闭幕式、田径比赛及足球比赛决赛。奥 运会后成为北京市民广泛与体育活动及享受体育 娱乐的大型专场所，鸟巢并成为具有地标性的体 育建筑和奥运遗产。
内部三层碗状看台下为四～七层混凝土框架结构
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24根格构式刚架柱形成竖向支撑
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顶面的24榀门式桁架围绕主建筑
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谢谢！
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国家体育场——造型
• 工程主体建筑呈空 间马鞍椭圆形，南北 长333米、东西宽294 米，高69米。主体钢 结构形成整体的巨型 空间马鞍椭圆形钢价 编织式“鸟巢”结构。
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国家体育场——空间要求
体育场屋盖中间开有长轴为185.3米，短轴为127.5米的洞口。22榀刚架围绕 洞口呈放射状布置，刚架梁为直通或接近直通，在洞口边缘形成由分段直线 构成的内环桁架。
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国家体育场——结构形式
国家体育场钢 结构工程由24 榀门式桁架围 绕着体育场内 部碗状看台区 旋转而成，其 中22榀贯通或 基本贯通。结 构组件相互支 撑、形成网格 状构架。
国家体育场主桁架立面展开图
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国家体育场——结构形式
24根刚架柱为空间格 构式构件，由1根垂 直的菱形内弦和两根 向外倾斜的外弦以及 内弦与外弦之间的腹 杆组成。
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国家体育场——结构形式
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国家体育场——结构形式
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结构特点
• 1、是国内规模最大的全焊接异型空间钢结 构工程；
• 2、结构十分复杂，应力应变状态难以控制； • 3、现场厚板焊接工程量达6000米，是国家
体育场钢结构安装工程中的一大难点，是 制约钢结构工程工期的主要因素之一。
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施工总体过程