鸟巢体育馆是用什么钢焊接的

A. 鸟巢用的是什么钢材呀~那么结实

是Q460说起“Q460”钢材，大多数人可能都不了解。但就是这种不为人知的钢材，成为北京奥运会主体育场“鸟巢”钢结构的主要用材。为“鸟巢”量身定做的Q460，在国内从未生产，更没有应用在建筑结构上。我国科研人员经过攻关，终于研制出Q460来。

2008年奥运会主体育场“鸟巢”结构设计奇特新颖，而这次搭建它钢结构的Q460也有很多独到之处：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……

那么，Q460到底是一种怎样的钢材？为什么以前国内建筑没有使用过？在种类繁多的钢材中，“鸟巢”为什么单单选中它作钢结构的材料？它的科研过程又怎样的？带着诸多问题，记者来到为“鸟巢”研发生产Q460的河南舞阳钢铁公司一探究竟。

什么是Q460

舞阳钢铁公司位于河南省舞钢市，前临水库，背靠大山，风景宜人。如果事前不了解的话，很难把大名鼎鼎的“鸟巢”的建筑结构用钢和这样一个山清水秀的地方联系在一起。

舞阳钢铁公司科技部主任工程师韦明介绍说，在建筑用钢方面，舞阳钢铁厂在国内处于领先地位,起草过行业标准和国家标准。奥运工程的建设者希望能实现用钢国产化，舞钢也希望通过奥运用钢来提高产品的档次和质量等级，所以双方都有携手的意愿，并最终达成了这次合作。

舞钢科技部的李玉谦工程师解释说，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。

这次“鸟巢”使用的Q460厚达110毫米，以前在国内从来没有过，生产难度很大。以前我国在工程机械方面使用Q460的比较多，比如制造挖掘机等，而在建筑结构用钢上还没有使用过Q460这个级别的钢材。这是因为，在设计时主要考虑到强度比较低的钢材延伸率高，能像弹簧一样在受到强大外力比如地震时，通过变形吸收地震的能量、防止断裂，更有利于提高抗震性能。

既然如此，那么 “鸟巢”为何青睐Q460

任何事情都有两面性。

李玉谦说，钢材在要求强度大的同时，用低合金冶炼也很重要，这主要是考虑钢材的可焊性。高合金的钢材虽然强度大，但可焊性差，并且在低温下对压力的承受力不如低合金钢材。

“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。

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。韦明介绍说，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。

鉴于这些情况，“鸟巢”的建设者们最终选择了高强度的Q460。那么以前只在机械结构上使用过的Q460，能否承担建筑结构的重任？

韦明说，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。

既然Q460增添了这些功能，而且钢材厚度和使用范围都是前所未有的，人们不禁想了解这专为“鸟巢”定制的钢材的研发过程。

Q460是怎样炼成的

为了给“鸟巢”提供“合身”的Q460，从2004年9月开始，舞钢的科研人员开始了长达半年多的攻关之路，前后3次试制方获成功。由于以前就有很好科研基础，所以李玉谦认为，这次攻关比较顺利。

2004年9月，第一次试制开始进行。首次试制的结果是除了强度不尽如人意外，其他各项指标全都合格。

如何提高强度，成了摆在科研人员面前的一道关。

科研人员通过改进工艺，在保证低碳当量的基础上，适当的增加了微合金元素的含量。良好的焊接性能要求钢材碳当量低，而微合金元素的增加在增加钢材强度的同时，也会增加钢材的碳当量。但好在增加的碳当量很少，所以不会影响钢材的可焊性。

改进工艺后，2005年的3、4月间，科研人员进行了第二次试制。这次试制，强度和其他指标达到了要求，但冲击韧性实验的结果却不能令人满意。

冲击韧性实验是用一块样品钢板，打开一个小缺口，放置在低温的环境下，用摆锤撞击钢板，看它能够吸收多少能量。做这个实验的目的是试验钢材在低温的环境能够承受多大外力的打击。如果钢材在低温的环境下没有问题，高温就更没问题。这次实验Q460，是在零下40摄氏度的环境下进行的冲击韧性并不理想。

2005年的5月份，第三次试制实验开始，主攻方向是解决低温冲击韧性的问题。研究人员采取的办法是改进工艺、细化晶粒。

晶粒是钢材的组织或者成分，晶粒越细，钢材的韧性越好。细化的手段一个是降低轧制温度，另一个是增加压下量。

降低轧制温度对细化晶粒非常有益。比如，原先晶粒是一个球状，经过轧制，钢板变长，晶粒也会随之相应变长并且表面积增大，在适宜的温度条件下，晶粒表面会再结晶，形成许多新的晶粒，这样就将晶粒细化了。

而增加压下量可以使晶粒进一步细化。压下量就是将钢坯压薄时压下的尺寸，比如钢坯开始的厚度是100毫米，用机器将它压到80毫米，那压下量就是20毫米。通过增加压下量这个参数，在其他条件不变的情况下，可以使晶粒的表面积更大，这样可以形成更多的结晶，使晶粒更加细化。

通过改进工艺，终于使Q460达到了“鸟巢”的使用要求。2005年7月，为“鸟巢”准备的Q460开始批量生产，为奥运工程服务。

现在，“鸟巢”已经完成混凝土施工，开始进行钢结构施工。它使用的几百吨自主创新、具有知识产权的国产Q460钢材，将为它撑起骄傲的铁骨钢筋。当2008年北京奥运会举办时，“鸟巢”向全世界展示的不仅是宝贵的奥运建筑遗产，还有中国人民的创新成果。

B. 鸟巢是用什么材料组成的

国家体育场建筑顶面呈鞍形，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。在保持“鸟巢”建筑风格不变的前提下，新设计方案对结构布局、构建截面形式、材料利用率等问题进行了较大幅度的调整与优化。原设计方案中的可开启屋顶被取消，屋顶开口扩大，并通过钢结构的优化大大减少了用钢量。大跨度屋盖支撑在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，有22榀主桁架直通或接近直通。为了避免出现过于复杂的节点，少量主桁架在内环附近截断。钢结构大量采用由钢板焊接而成的箱形构件，交叉布置的主桁架与屋面及立面的次结构一起形成了“鸟巢”的特殊建筑造型。主看台部分采用钢筋混凝土框架一剪力墙结构体系，与大跨度钢结构完全脱开。

“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。

C. 北京2008年奥运会主会场———国家体育场“鸟巢”采用的是哪家的钢铁公司的什么型号的钢

目前透露是河南舞阳钢铁厂的Q460高强钢。

奥运会主体育场——国家体育场“鸟巢”设计用钢量4.2万吨，是目前国内外体育场馆中用钢量最多、规模最大、施工难度特别大的工程之一。尤其是巢结构受力最大的柱脚部位，材料的好坏、焊接质量的高低直接影响到整个工程的安全性。

北京城建集团国家体育场工程总承包部常务总工程师李久林告诉记者，为了能够有效支撑整体结构，设计中采用了高强度的Q460钢材。但此种钢材此前一直依靠国外进口，国内在建筑领域从未使用过，可是，如果依赖进口，不仅价格贵，而且进货周期长，无法保证工程的正常进行。
于是，工程技术人员和河南舞阳特种钢厂的科研人员共同努力，最终用国产的Q460撑起“鸟巢”的铁骨钢筋。

==============================

据介绍，优化调整后的国家体育场总投资额约为31.3亿元人民币，比最初35亿元的预算造价减少了约4亿元。在“鸟巢”的优化方案中，正式座位8万个不变，2万个临时座位减少到1.1万个。
据国家体育场工程总承包部总经理谭晓春称，“鸟巢”工程共有二三十项技术难题，“鸟巢’的钢结构是世界上独一无一的。”
据谭晓春介绍，整个国家体育场工程共需10万吨钢，全部由国内钢厂提供，用钢量目前都已落实，而且价格方面有一定的优惠。其中“鸟巢”部分用钢4.2万吨，一种名为Q460的高强钢将用在这里，目前已由河南舞阳钢铁厂来提供。

D. 鸟巢是人工焊接的吗

鸟巢42000吨的钢铁身躯上没有一处螺栓螺母，通体均由焊接连成，采用Q460E钢，厚度从10毫米到110毫米不等。焊缝全长30万米，相当于绕北京二环路九圈的长度

E. 鸟巢钢结构是使用哪个钢材厂的

目前透露是河南舞阳钢铁厂的Q460高强钢。
奥运会主体育场——国家体育场“鸟巢”设计用钢量4.2万吨，是目前国内外体育场馆中用钢量最多、规模最大、施工难度特别大的工程之一。尤其是巢结构受力最大的柱脚部位，材料的好坏、焊接质量的高低直接影响到整个工程的安全性。
北京城建集团国家体育场工程总承包部常务总工程师李久林告诉记者，为了能够有效支撑整体结构，设计中采用了高强度的Q460钢材。但此种钢材此前一直依靠国外进口，国内在建筑领域从未使用过，可是，如果依赖进口，不仅价格贵，而且进货周期长，无法保证工程的正常进行。
于是，工程技术人员和河南舞阳特种钢厂的科研人员共同努力，最终用国产的Q460撑起“鸟巢”的铁骨钢筋。
据介绍，优化调整后的国家体育场总投资额约为31.3亿元人民币，比最初35亿元的预算造价减少了约4亿元。在“鸟巢”的优化方案中，正式座位8万个不变，2万个临时座位减少到1.1万个。
据国家体育场工程总承包部总经理谭晓春称，“鸟巢”工程共有二三十项技术难题，“鸟巢’的钢结构是世界上独一无一的。”
据谭晓春介绍，整个国家体育场工程共需10万吨钢，全部由国内钢厂提供，用钢量目前都已落实，而且价格方面有一定的优惠。其中“鸟巢”部分用钢4.2万吨，一种名为Q460的高强钢将用在这里，目前已由河南舞阳钢铁厂来提供。

F. 鸟巢是用什么材质的钢板做的

鸟巢使用钢材材复质制绝大部分是Q345D和Q345GJD。钢材局部受力大部位采用了Q460E钢材。
Q460钢材是专门为搭建鸟巢而研制生产的，经过多次试制，于2005年5月试制成功。确保了国家体育场工程建设顺利进行。
Q460钢种：低合金高强度钢，Q代表钢材强度，460表示受力强度达460兆帕时才会彻底变形。460兆帕相当于4540标准大气压。普通钢材受力强度只有235兆帕，比Q460小近半。Q460钢厚度110毫米，鸟巢钢结构共使用了400吨Q460钢。

G. 鸟巢是用什么钢材

“鸟巢”所用钢材强度是普通钢的两倍，是由我国自主创新研发的特种钢材回，集刚强答、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，也就是说能抵抗当年唐山大地震那样的地震波。托起“鸟巢”最关键的是“肩部”结构，这一部分所用的钢材—— “Q460”钢板厚度达到了10毫米，具有良好的抗震性、抗低温性和可焊性等点。为满足抗震要求，钢构件的节点部位还特别作了加厚处理，杆件的联结方式一律为焊接，以增加结构整体的刚度和强度。“鸟巢”凌空的屋顶气势不几，支撑它的24根巨大钢柱脚更是壮观雄伟。为保证建造在8度抗震设防的高烈度地震区的“鸟巢”能站稳脚跟，科研设计人员克服“鸟巢”柱脚集合尺寸大且构造复杂、我国现行规范的计算假定与设计方法难以适用等情况，为这些钢柱脚增加了底座和铆钉，将柱脚牢牢铆在了混凝土中。柱脚下的承台厚度高达4～6米，24根巨大钢柱分别与24个巨大的钢筋混凝土墩子牢固地连在一起，共同擎起巨大的“鸟巢”。

H. 鸟巢的主要钢结构是什么是哪里的

“鸟巢”外形结构主要由巨大的门式钢架组成，共有24根桁架柱，现已完成20根桁架柱整柱及2根下柱吊装。国家体育场建筑顶面呈鞍形，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。

如同巨大的容器。高低起伏的波动的基座缓和了容器的体量，而且给了它戏剧化的弧形外观。汇聚成网格状--就如同一个由树枝编织成的鸟巢。在满足奥运会体育场所有的功能和技术要求的同时，设计上并没有被那些类同的过于强调建筑技术化的大跨度结构和数码屏幕所主宰。

鸟巢的主要钢主要来自河南舞阳钢铁厂的Q460高强钢。 奥运会主体育场——国家体育场“鸟巢”设计用钢量4.2万吨，是目前国内外体育场馆中用钢量最多、规模最大、施工难度特别大的工程之一。尤其是巢结构受力最大的柱脚部位，材料的好坏、焊接质量的高低直接影响到整个工程的安全性。

I. 鸟巢的主要钢结构是什么钢，又是哪的

“鸟巢”所来用钢材强度自是普通钢的两倍，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"。

J. 鸟巢是用什么建的是用什么钢材

一、国家体育场（鸟巢）位于北京奥林匹克公园中心区南部，为2008年北京奥运会的主体育场。工程总占地面积21公顷，场内观众坐席约为91000个。举行了奥运会、残奥会开闭幕式、田径比赛及足球比赛决赛。奥运会后成为北京市民参与体育活动及享受体育娱乐的大型专业场所，并成为地标性的体育建筑和奥运遗产。
二、国家体育场的基本建设：
1、基本材料：
“鸟巢”外形结构主要由巨大的门式钢架组成，共有24根桁架柱，现已完成20根桁架柱整柱及2根下柱吊装。国家体育场建筑顶面呈鞍形，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。
2、Q460钢材的运用：
“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。这是中国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，在中国的国家标准中，Q460的最大厚度也只是100毫米。
3、特殊结构：
屋顶内环主桁架吊装和立面次结构安装已全面展开。“鸟巢”钢结构所使用的钢材厚度可达11厘米，以前从未在中国国内生产过。另外，在“鸟巢”顶部的网架结构外表面还将贴上一层半透明的膜。使用这种膜后，体育场内的光线不是直射进来的，而是通过漫反射，使光线更柔和，由此形成的漫射光还可解决场内草坪的维护问题，同时也有为座席遮风挡雨的功能。