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鳥巢的結構和功能

回答:以奧運會的場館為例!

“鳥巢”

鳥巢是2008年北京奧運會的主體育場。2001由Plic獎獲得者赫爾佐格和德梅隆與中國建築師事務所共同完成的巨型體育場設計,看起來像壹個孕育生命的“鳥巢”,更像壹個搖籃。

帶著人類對未來的希望。設計師沒有對國家體育場做任何不必要的處理,而是坦率地暴露了結構,從而自然地形成了建築的外觀。

“鳥巢”被壹個巨大的鋼網包圍著,罩住了91,000人的體育場。觀光樓梯自然成為結構的延伸;柱子不見了,受力均勻的網像樹枝壹樣沒有明確的方向,讓人覺得每壹個座位都是平等的,置身其中就像回到了森林;將陽光過濾成擴散充氣膜,讓球場告別陽光陰影;整個地形上升4米,內部作為輔助設施,避免了挖掘所消耗的巨額投資。

鳥巢是大跨度曲面結構,有大量曲面箱形結構。設計和安裝都極具挑戰性,在建設過程中處處都少不了科技支撐。“鳥巢”采用當今先進的建築技術,整個工程有二三十個技術難題,其中鋼結構是世界上獨壹無二的。“鳥巢”鋼結構總重量為42000噸,最大跨度為343米。而且結構相當復雜,它的三維扭曲像麻花壹樣處理。施工後沈降、變形、吊裝等問題正在逐步解決,相關施工技術問題也被列為科技部重點研究項目。

現在,“鳥巢”已經完成混凝土施工,開始鋼結構施工。為了有效控制構件的最大壁厚,減少焊接工作量,使連接結構更加合理,設計中采用了高強度Q460鋼。

說起Q460鋼,大部分人可能都不了解。“鳥巢”的結構設計奇特新穎,而這次建造它的鋼結構Q460有很多獨到之處:Q460是壹種低合金高強度鋼,只有在應力強度達到460 MPa時才會發生塑性變形,大於普通鋼材,因此生產難度很大。這是Q460鋼在我國首次用於建築結構。此次使用的鋼板厚度為110 mm,這在以往是絕無僅有的。在國家標準中,Q460的最大厚度僅為100 mm..過去,這種鋼材壹般從盧森堡、韓國和日本進口。為了給“鳥巢”提供壹個“合適”的Q460,從2004年9月起,河南舞陽特鋼的科研人員開始了半年多的科技攻關,三次試制終於成功。如今,“鳥巢”用Q460鋼已經開始批量生產。2008年,400噸具有自主創新和知識產權的國產Q460鋼將支撐“鳥巢”。

-鳥築巢

從剛果東部到南非的熱帶草原,我們經常可以看到壹種叫做灰頭雀的織布鳥。它們用草和許多彈性不同的纖維編織巢穴,像奇怪的水果壹樣掛在樹枝上。編織者選擇結實的動物毛發——最常見的是斑馬或羚羊的毛發,將巢牢牢地系在樹枝上,用嘴將毛發纏成壹個結作為標誌。這樣的鳥巢可以承受住壹對成鳥和住在裏面的幾只幼鳥的全部重量,無論刮風下雨都不會脫落。

本世紀初,壹位自然科學愛好者Eryenne Murray發現,幼鳥在築巢時並不模仿年長的伴侶。為了排除幼鳥被訓練的可能,易言從編織的巢中取出壹些蛋,偷偷放在家人養的金絲雀窩中孵化。當雛鳥孵化長大後,它們被轉移到另壹個特定的地方,在那裏它們可以形成“伴侶”並生兒育女。同時不允許它們得到任何適合築巢的材料,而是允許它們直接在籠底產卵。產下的蛋再次被取走,然後金絲雀被孵化...如此反復實驗,使得第四代織布鳥不僅斷絕了與前輩和大自然的聯系,還被人類徹底馴化。

現在,他在鳥籠裏放了壹把草,壹些細長的樹枝和纖維。織布鳥開始在籠子裏用這些材料工作。很快,鳥兒們就把掛在籠子裏的巢做好了,它們的風格和它們自由的前幾代人建造的沒有什麽不同。他們熟悉建築技術,在這方面的知識絕不遜於他們的曾祖父母。他們也知道如何用柔軟但不結實的馬鬃墊籠底,絕不會誤織成巢墻。如果有邊角料,他們會用邊角料加固巢與籠上樹條的連接,用它打壹個有“商標”的特殊結。

馬利斷定鳥類的築巢能力是遺傳的。