鳥巢體育館是用什麼鋼焊接的

A. 鳥巢用的是什麼鋼材呀~那麼結實

是Q460說起「Q460」鋼材，大多數人可能都不了解。但就是這種不為人知的鋼材，成為北京奧運會主體育場「鳥巢」鋼結構的主要用材。為「鳥巢」量身定做的Q460，在國內從未生產，更沒有應用在建築結構上。我國科研人員經過攻關，終於研製出Q460來。

2008年奧運會主體育場「鳥巢」結構設計奇特新穎，而這次搭建它鋼結構的Q460也有很多獨到之處：這是國內在建築結構上首次使用Q460規格的鋼材;而這次使用的鋼板厚度達到110毫米，是以前絕無僅有的，在國家標准中，Q460的最大厚度也只是100毫米……

那麼，Q460到底是一種怎樣的鋼材？為什麼以前國內建築沒有使用過？在種類繁多的鋼材中，「鳥巢」為什麼單單選中它作鋼結構的材料？它的科研過程又怎樣的？帶著諸多問題，記者來到為「鳥巢」研發生產Q460的河南舞陽鋼鐵公司一探究竟。

什麼是Q460

舞陽鋼鐵公司位於河南省舞鋼市，前臨水庫，背靠大山，風景宜人。如果事前不了解的話，很難把大名鼎鼎的「鳥巢」的建築結構用鋼和這樣一個山清水秀的地方聯系在一起。

舞陽鋼鐵公司科技部主任工程師韋明介紹說，在建築用鋼方面，舞陽鋼鐵廠在國內處於領先地位,起草過行業標准和國家標准。奧運工程的建設者希望能實現用鋼國產化，舞鋼也希望通過奧運用鋼來提高產品的檔次和質量等級，所以雙方都有攜手的意願，並最終達成了這次合作。

舞鋼科技部的李玉謙工程師解釋說，Q460是一種低合金高強度鋼。Q代表鋼材的強度，460代表460兆帕，兆是10的6次方，帕是壓強單位帕斯卡。Q460就是鋼材受力強度達到460兆帕時才會發生塑性變形，也就是當外力泄掉後，鋼材只能保持受力的形狀而無法回復原形，這個強度要比一般鋼材大。

這次「鳥巢」使用的Q460厚達110毫米，以前在國內從來沒有過，生產難度很大。以前我國在工程機械方面使用Q460的比較多，比如製造挖掘機等，而在建築結構用鋼上還沒有使用過Q460這個級別的鋼材。這是因為，在設計時主要考慮到強度比較低的鋼材延伸率高，能像彈簧一樣在受到強大外力比如地震時，通過變形吸收地震的能量、防止斷裂，更有利於提高抗震性能。

既然如此，那麼 「鳥巢」為何青睞Q460

任何事情都有兩面性。

李玉謙說，鋼材在要求強度大的同時，用低合金冶煉也很重要，這主要是考慮鋼材的可焊性。高合金的鋼材雖然強度大，但可焊性差，並且在低溫下對壓力的承受力不如低合金鋼材。

「鳥巢」的跨度很大，如果使用低強度的鋼材，將使鋼材的斷面增大，在受力比較復雜的情況下，會帶來一系列的問題。比如，110毫米厚的高強度鋼材，如果換成低強度鋼材，厚度至少要達到220毫米，而鋼板越厚，焊接越難。而且，鋼材在焊接的部位很容易出現問題，尤其是斷面增大之後，在焊接過程中容易產生缺陷。

除了焊接不便，低強度鋼材體積和負重大是另外一個不足之處。韋明介紹說，鋼材出廠後並不是直接使用到建築上，而是要焊成方形柱或矩形柱來使用，如果用低強度的鋼，需要把柱子焊的很大，大尺寸的鋼結構不利於加工製作，如果用高強度鋼，柱子就可以焊得很小，重量和佔地面積都要小，更加方便加工製作。

鑒於這些情況，「鳥巢」的建設者們最終選擇了高強度的Q460。那麼以前只在機械結構上使用過的Q460，能否承擔建築結構的重任？

韋明說，建築結構用鋼和工程機械用鋼不盡相同。建築結構用鋼應該具有幾個特點：首先它要具有良好的抗震性；另外還要求具有防止鋼材焊接後一層層裂開的性能；還有就是好的抗低溫性能，因為鋼材在低溫情況下會變脆，溫度越低、鋼材越碎，越容易斷裂，具有很好的抗低溫性的鋼材就不容易發生脆化；因為「鳥巢」的鋼結構最後要進行焊接，所以還要求鋼材具有良好的可焊性。

既然Q460增添了這些功能，而且鋼材厚度和使用范圍都是前所未有的，人們不禁想了解這專為「鳥巢」定製的鋼材的研發過程。

Q460是怎樣煉成的

為了給「鳥巢」提供「合身」的Q460，從2004年9月開始，舞鋼的科研人員開始了長達半年多的攻關之路，前後3次試制方獲成功。由於以前就有很好科研基礎，所以李玉謙認為，這次攻關比較順利。

2004年9月，第一次試制開始進行。首次試制的結果是除了強度不盡如人意外，其他各項指標全都合格。

如何提高強度，成了擺在科研人員面前的一道關。

科研人員通過改進工藝，在保證低碳當量的基礎上，適當的增加了微合金元素的含量。良好的焊接性能要求鋼材碳當量低，而微合金元素的增加在增加鋼材強度的同時，也會增加鋼材的碳當量。但好在增加的碳當量很少，所以不會影響鋼材的可焊性。

改進工藝後，2005年的3、4月間，科研人員進行了第二次試制。這次試制，強度和其他指標達到了要求，但沖擊韌性實驗的結果卻不能令人滿意。

沖擊韌性實驗是用一塊樣品鋼板，打開一個小缺口，放置在低溫的環境下，用擺錘撞擊鋼板，看它能夠吸收多少能量。做這個實驗的目的是試驗鋼材在低溫的環境能夠承受多大外力的打擊。如果鋼材在低溫的環境下沒有問題，高溫就更沒問題。這次實驗Q460，是在零下40攝氏度的環境下進行的沖擊韌性並不理想。

2005年的5月份，第三次試制實驗開始，主攻方向是解決低溫沖擊韌性的問題。研究人員採取的辦法是改進工藝、細化晶粒。

晶粒是鋼材的組織或者成分，晶粒越細，鋼材的韌性越好。細化的手段一個是降低軋制溫度，另一個是增加壓下量。

降低軋制溫度對細化晶粒非常有益。比如，原先晶粒是一個球狀，經過軋制，鋼板變長，晶粒也會隨之相應變長並且表面積增大，在適宜的溫度條件下，晶粒表面會再結晶，形成許多新的晶粒，這樣就將晶粒細化了。

而增加壓下量可以使晶粒進一步細化。壓下量就是將鋼坯壓薄時壓下的尺寸，比如鋼坯開始的厚度是100毫米，用機器將它壓到80毫米，那壓下量就是20毫米。通過增加壓下量這個參數，在其他條件不變的情況下，可以使晶粒的表面積更大，這樣可以形成更多的結晶，使晶粒更加細化。

通過改進工藝，終於使Q460達到了「鳥巢」的使用要求。2005年7月，為「鳥巢」准備的Q460開始批量生產，為奧運工程服務。

現在，「鳥巢」已經完成混凝土施工，開始進行鋼結構施工。它使用的幾百噸自主創新、具有知識產權的國產Q460鋼材，將為它撐起驕傲的鐵骨鋼筋。當2008年北京奧運會舉辦時，「鳥巢」向全世界展示的不僅是寶貴的奧運建築遺產，還有中國人民的創新成果。

B. 鳥巢是用什麼材料組成的

國家體育場建築頂面呈鞍形，長軸為332.3米，短軸為296.4米，最高點高度為68.5米，最低點高度為42.8米。在保持「鳥巢」建築風格不變的前提下，新設計方案對結構布局、構建截面形式、材料利用率等問題進行了較大幅度的調整與優化。原設計方案中的可開啟屋頂被取消，屋頂開口擴大，並通過鋼結構的優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。為了避免出現過於復雜的節點，少量主桁架在內環附近截斷。鋼結構大量採用由鋼板焊接而成的箱形構件，交叉布置的主桁架與屋面及立面的次結構一起形成了「鳥巢」的特殊建築造型。主看台部分採用鋼筋混凝土框架一剪力牆結構體系，與大跨度鋼結構完全脫開。

「鳥巢」是2008年北京奧運會主體育場。由2001年普利茨克獎獲得者赫爾佐格、德梅隆與中國建築師合作完成的巨型體育場設計，形態如同孕育生命的「巢」，它更像一個搖籃，
寄託著人類對未來的希望。設計者們對這個國家體育場沒有做任何多餘的處理，只是坦率地把結構暴露在外，因而自然形成了建築的外觀。

「鳥巢」以巨大的鋼網圍合、覆蓋著9.1萬人的體育場；觀光樓梯自然地成為結構的延伸；立柱消失了，均勻受力的網如樹枝般沒有明確的指向，讓人感到每一個座位都是平等的，置身其中如同回到森林；把陽光濾成漫射狀的充氣膜，使體育場告別了日照陰影；整個地形隆起4米，內部作附屬設施，避免了下挖土方所耗的巨大投資。

鳥巢是一個大跨度的曲線結構，有大量的曲線箱形結構，設計和安裝均有很大挑戰性，在施工過程中處處離不開科技支持。「鳥巢」採用了當今先進的建築科技，全部工程共有二三十項技術難題，其中，鋼結構是世界上獨一無二的。「鳥巢」鋼結構總重4.2萬噸，最大跨度343米，而且結構相當復雜，其三維扭曲像麻花一樣的加工，在建造後的沉降、變形、吊裝等問題正在逐步解決，相關施工技術難題還被列為科技部重點攻關項目。

現在，「鳥巢」已經完成混凝土施工，開始進行鋼結構施工。在桁架柱內柱受力最大的部位，為了有效控制構件的最大壁厚，減小焊接工作量，使連接構造比較合理，在設計中採用了高強度的Q460鋼材。

說起Q460鋼材，大多數人可能都不了解。「鳥巢」結構設計奇特新穎，而這次搭建它的鋼結構的Q460也有很多獨到之處：Q460是一種低合金高強度鋼，它在受力強度達到460兆帕時才會發生塑性變形，這個強度要比一般鋼材大，因此生產難度很大。這是國內在建築結構上首次使用Q460規格的鋼材；而這次使用的鋼板厚度達到110毫米，是以前絕無僅有的，在國家標准中，Q460的最大厚度也只是100毫米。以前這種鋼一般從盧森堡、韓國、日本進口。為了給「鳥巢」提供「合身」的Q460，從2004年9月開始，河南舞陽特種鋼廠的科研人員開始了長達半年多的科技攻關，前後3次試制終於獲得成功。如今，為「鳥巢」准備的Q460鋼材已經開始批量生產。2008年，400噸自主創新、具有知識產權的國產Q460鋼材，將撐起「鳥巢」的鐵骨鋼筋。

C. 北京2008年奧運會主會場———國家體育場「鳥巢」採用的是哪家的鋼鐵公司的什麼型號的鋼

目前透露是河南舞陽鋼鐵廠的Q460高強鋼。

奧運會主體育場——國家體育場「鳥巢」設計用鋼量4.2萬噸，是目前國內外體育場館中用鋼量最多、規模最大、施工難度特別大的工程之一。尤其是巢結構受力最大的柱腳部位，材料的好壞、焊接質量的高低直接影響到整個工程的安全性。

北京城建集團國家體育場工程總承包部常務總工程師李久林告訴記者，為了能夠有效支撐整體結構，設計中採用了高強度的Q460鋼材。但此種鋼材此前一直依靠國外進口，國內在建築領域從未使用過，可是，如果依賴進口，不僅價格貴，而且進貨周期長，無法保證工程的正常進行。
於是，工程技術人員和河南舞陽特種鋼廠的科研人員共同努力，最終用國產的Q460撐起「鳥巢」的鐵骨鋼筋。

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據介紹，優化調整後的國家體育場總投資額約為31.3億元人民幣，比最初35億元的預算造價減少了約4億元。在「鳥巢」的優化方案中，正式座位8萬個不變，2萬個臨時座位減少到1.1萬個。
據國家體育場工程總承包部總經理譚曉春稱，「鳥巢」工程共有二三十項技術難題，「鳥巢』的鋼結構是世界上獨一無一的。」
據譚曉春介紹，整個國家體育場工程共需10萬噸鋼，全部由國內鋼廠提供，用鋼量目前都已落實，而且價格方面有一定的優惠。其中「鳥巢」部分用鋼4.2萬噸，一種名為Q460的高強鋼將用在這里，目前已由河南舞陽鋼鐵廠來提供。

D. 鳥巢是人工焊接的嗎

鳥巢42000噸的鋼鐵身軀上沒有一處螺栓螺母，通體均由焊接連成，採用Q460E鋼，厚度從10毫米到110毫米不等。焊縫全長30萬米，相當於繞北京二環路九圈的長度

E. 鳥巢鋼結構是使用哪個鋼材廠的

目前透露是河南舞陽鋼鐵廠的Q460高強鋼。
奧運會主體育場——國家體育場「鳥巢」設計用鋼量4.2萬噸，是目前國內外體育場館中用鋼量最多、規模最大、施工難度特別大的工程之一。尤其是巢結構受力最大的柱腳部位，材料的好壞、焊接質量的高低直接影響到整個工程的安全性。
北京城建集團國家體育場工程總承包部常務總工程師李久林告訴記者，為了能夠有效支撐整體結構，設計中採用了高強度的Q460鋼材。但此種鋼材此前一直依靠國外進口，國內在建築領域從未使用過，可是，如果依賴進口，不僅價格貴，而且進貨周期長，無法保證工程的正常進行。
於是，工程技術人員和河南舞陽特種鋼廠的科研人員共同努力，最終用國產的Q460撐起「鳥巢」的鐵骨鋼筋。
據介紹，優化調整後的國家體育場總投資額約為31.3億元人民幣，比最初35億元的預算造價減少了約4億元。在「鳥巢」的優化方案中，正式座位8萬個不變，2萬個臨時座位減少到1.1萬個。
據國家體育場工程總承包部總經理譚曉春稱，「鳥巢」工程共有二三十項技術難題，「鳥巢』的鋼結構是世界上獨一無一的。」
據譚曉春介紹，整個國家體育場工程共需10萬噸鋼，全部由國內鋼廠提供，用鋼量目前都已落實，而且價格方面有一定的優惠。其中「鳥巢」部分用鋼4.2萬噸，一種名為Q460的高強鋼將用在這里，目前已由河南舞陽鋼鐵廠來提供。

F. 鳥巢是用什麼材質的鋼板做的

鳥巢使用鋼材材復質制絕大部分是Q345D和Q345GJD。鋼材局部受力大部位採用了Q460E鋼材。
Q460鋼材是專門為搭建鳥巢而研製生產的，經過多次試制，於2005年5月試製成功。確保了國家體育場工程建設順利進行。
Q460鋼種：低合金高強度鋼，Q代表鋼材強度，460表示受力強度達460兆帕時才會徹底變形。460兆帕相當於4540標准大氣壓。普通鋼材受力強度只有235兆帕，比Q460小近半。Q460鋼厚度110毫米，鳥巢鋼結構共使用了400噸Q460鋼。

G. 鳥巢是用什麼鋼材

「鳥巢」所用鋼材強度是普通鋼的兩倍，是由我國自主創新研發的特種鋼材回，集剛強答、柔韌於一體，從而保證了「鳥巢」在承受最大460兆帕的外力後，依然可以恢復到原有形狀，也就是說能抵抗當年唐山大地震那樣的地震波。托起「鳥巢」最關鍵的是「肩部」結構，這一部分所用的鋼材—— 「Q460」鋼板厚度達到了10毫米，具有良好的抗震性、抗低溫性和可焊性等點。為滿足抗震要求，鋼構件的節點部位還特別作了加厚處理，桿件的聯結方式一律為焊接，以增加結構整體的剛度和強度。「鳥巢」凌空的屋頂氣勢不幾，支撐它的24根巨大鋼柱腳更是壯觀雄偉。為保證建造在8度抗震設防的高烈度地震區的「鳥巢」能站穩腳跟，科研設計人員克服「鳥巢」柱腳集合尺寸大且構造復雜、我國現行規范的計算假定與設計方法難以適用等情況，為這些鋼柱腳增加了底座和鉚釘，將柱腳牢牢鉚在了混凝土中。柱腳下的承台厚度高達4～6米，24根巨大鋼柱分別與24個巨大的鋼筋混凝土墩子牢固地連在一起，共同擎起巨大的「鳥巢」。

H. 鳥巢的主要鋼結構是什麼是哪裡的

「鳥巢」外形結構主要由巨大的門式鋼架組成，共有24根桁架柱，現已完成20根桁架柱整柱及2根下柱吊裝。國家體育場建築頂面呈鞍形，長軸為332.3米，短軸為296.4米，最高點高度為68.5米，最低點高度為42.8米。

如同巨大的容器。高低起伏的波動的基座緩和了容器的體量，而且給了它戲劇化的弧形外觀。匯聚成網格狀--就如同一個由樹枝編織成的鳥巢。在滿足奧運會體育場所有的功能和技術要求的同時，設計上並沒有被那些類同的過於強調建築技術化的大跨度結構和數碼屏幕所主宰。

鳥巢的主要鋼主要來自河南舞陽鋼鐵廠的Q460高強鋼。 奧運會主體育場——國家體育場「鳥巢」設計用鋼量4.2萬噸，是目前國內外體育場館中用鋼量最多、規模最大、施工難度特別大的工程之一。尤其是巢結構受力最大的柱腳部位，材料的好壞、焊接質量的高低直接影響到整個工程的安全性。

I. 鳥巢的主要鋼結構是什麼鋼，又是哪的

「鳥巢」所來用鋼材強度自是普通鋼的兩倍，是由中國自主創新研發的特種鋼材，集剛強、柔韌於一體，從而保證了「鳥巢」在承受最大460兆帕的外力後，依然可以恢復到原有形狀，也就是說能抵抗唐山大地震那樣的地震波。

國家體育場在建設中採用了先進的節能設計和環保措施，比如良好的自然通風和自然採光、雨水的全面回收、可再生地熱能源的利用、太陽能光伏發電技術的應用等。"鳥巢"的外觀之所以獨創為一個沒有完全密封的鳥巢狀，就是考慮既能使觀眾享受自然流通的空氣和光線，又盡量減少人工的機械通風和人工光源帶來的能源消耗。

"巢"內使用的光源，都是各類高效節能型環保光源。在行人廣場等室外照明中也盡可能地採用太陽能發電照明系統。在"鳥巢"中足球場地的下面是312口地源熱泵系統井。它通過地埋換熱管，冬季吸收土壤中蘊含的熱量為"鳥巢"供熱；

夏季吸收土壤中存貯的冷量向"鳥巢"供冷，能節省不少電力資源。在「鳥巢」的頂部裝有專門的雨水回收系統，被收集起來的雨水最終變成了可以用來綠化、沖廁、消防甚至是沖洗跑道的回收水。諸多先進的綠色環保舉措使國家體育場成為了名副其實的大型"綠色建築"。

J. 鳥巢是用什麼建的是用什麼鋼材

一、國家體育場（鳥巢）位於北京奧林匹克公園中心區南部，為2008年北京奧運會的主體育場。工程總佔地面積21公頃，場內觀眾坐席約為91000個。舉行了奧運會、殘奧會開閉幕式、田徑比賽及足球比賽決賽。奧運會後成為北京市民參與體育活動及享受體育娛樂的大型專業場所，並成為地標性的體育建築和奧運遺產。
二、國家體育場的基本建設：
1、基本材料：
「鳥巢」外形結構主要由巨大的門式鋼架組成，共有24根桁架柱，現已完成20根桁架柱整柱及2根下柱吊裝。國家體育場建築頂面呈鞍形，長軸為332.3米，短軸為296.4米，最高點高度為68.5米，最低點高度為42.8米。
2、Q460鋼材的運用：
「鳥巢」結構設計奇特新穎，而這次搭建它的鋼結構的Q460也有很多獨到之處：Q460是一種低合金高強度鋼，它在受力強度達到460兆帕時才會發生塑性變形，這個強度要比一般鋼材大，因此生產難度很大。這是中國國內在建築結構上首次使用Q460規格的鋼材；而這次使用的鋼板厚度達到110毫米，是以前絕無僅有的，在中國的國家標准中，Q460的最大厚度也只是100毫米。
3、特殊結構：
屋頂內環主桁架吊裝和立面次結構安裝已全面展開。「鳥巢」鋼結構所使用的鋼材厚度可達11厘米，以前從未在中國國內生產過。另外，在「鳥巢」頂部的網架結構外表面還將貼上一層半透明的膜。使用這種膜後，體育場內的光線不是直射進來的，而是通過漫反射，使光線更柔和，由此形成的漫射光還可解決場內草坪的維護問題，同時也有為座席遮風擋雨的功能。