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      國(guó)家體育場(chǎng)（“鳥巢”）鋼結(jié)構(gòu)頂面呈馬鞍形，長(zhǎng)軸為330米，短軸為296米，最高點(diǎn)高度為69.2米，最低點(diǎn)高度為40.1米。交叉布置的主結(jié)構(gòu)與屋面及立面次結(jié)構(gòu)一起形成了“鳥巢”的特殊建筑造型。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，提出了大跨度結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)計(jì)算方法、扭曲構(gòu)件空間坐標(biāo)表示法等一系列的研究成果，多數(shù)為國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)。

　　⑴ 大跨度結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)計(jì)算方法

　　國(guó)家體育場(chǎng)大跨度鋼結(jié)構(gòu)的平面尺寸大，溫度變化將引起很大的內(nèi)力和變形，如何計(jì)算和分析鋼結(jié)構(gòu)因溫度變化而產(chǎn)生的變形而導(dǎo)致的內(nèi)力是關(guān)鍵技術(shù)。以鳥巢鋼結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境溫度場(chǎng)進(jìn)行分析，并以最不利溫度場(chǎng)下的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了計(jì)算，以保證鳥巢鋼結(jié)構(gòu)的安全性。

　　⑵ 焊接薄壁箱形構(gòu)件設(shè)計(jì)方法研究

　　提出焊接薄壁箱形構(gòu)件有效截面的計(jì)算方法，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范在薄壁箱形構(gòu)件

　　設(shè)計(jì)方面的空白，并為今后《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的修訂提供了可靠依據(jù)。

　�、� 扭曲構(gòu)件設(shè)計(jì)方法研究

　　國(guó)家體育場(chǎng)屋蓋肩部次結(jié)構(gòu)扭曲構(gòu)件受力性非常復(fù)雜，設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)其受力機(jī)理與設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了深入的研究，并通過(guò)試驗(yàn)研究，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方法的可靠性。

　�、� 扭曲構(gòu)件空間坐標(biāo)表示法研究

　　針對(duì)國(guó)家體育場(chǎng)屋蓋結(jié)構(gòu)的空間幾何構(gòu)型，提出了一套適合于復(fù)雜空間扭曲構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)表示法，滿足了鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)安裝定位和檢驗(yàn)的要求。

　　⑸ 箱形截面桁架節(jié)點(diǎn)、桁架柱復(fù)雜節(jié)點(diǎn)、異型柱腳等復(fù)雜節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方法研究

　　在國(guó)家體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，提出了復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的幾何構(gòu)型方法，改善其受力的合理性，提高節(jié)點(diǎn)承載力，并指導(dǎo)構(gòu)件加工。試驗(yàn)結(jié)構(gòu)表明，設(shè)計(jì)中采用的節(jié)點(diǎn)安全儲(chǔ)備大，多數(shù)為國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)。

　　⑹ CATIA三維設(shè)計(jì)軟件

　　國(guó)家體育場(chǎng)建筑造型復(fù)雜，對(duì)構(gòu)件的空間定位和尺寸精度提出了前所未有的要求，傳統(tǒng)的三維設(shè)計(jì)軟件已經(jīng)無(wú)法滿足工程的需求。通過(guò)在設(shè)計(jì)中采用目前功能最為強(qiáng)大的CATIA三維設(shè)計(jì)軟件，成功解決了復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)、扭曲構(gòu)件與特殊節(jié)點(diǎn)等三維建模問(wèn)題，是CATIA軟件首次在我國(guó)建筑工程中應(yīng)用，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。