主要材料鸟巢外形结构主要由极大的门式钢架构成，共计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圆形鞍形，长轴为332.3米，较短轴为296.4米，最高点高度为68.5米，最低点高度为42.8米。设计方案的转变在维持鸟巢建筑风格恒定的前提下，新的设计方案对结构布局、建构横截面形式、材料利用率等问题展开了较大幅的调整与优化。

原设计方案中的可打开屋顶被中止，屋顶开口不断扩大，并通过钢结构的优化大大减少了用钢量。大跨度屋盖承托在24根桁架柱之上，柱距为37.96米。主桁架环绕屋盖中间的开口放射形布置，有22榀主桁架直通或相似直通。为了尽量避免过分简单的节点，少量主桁架在内环附近切断。

钢结构大量使用由钢板焊而出的箱形构件，交叉布置的主桁架与屋面及正立的次结构一起构成了鸟巢的类似建筑造型。主球场部分使用钢筋混凝土框架一剪力墙结构体系，与大跨度钢结构几乎脱开。Q460钢材的运用想起Q460钢材，大多数人有可能都不理解。

鸟巢结构设计奇特精致，而这次搭起它的钢结构的Q460也有很多独到之处：Q460是一种低合金高强度钢，它在受力强度超过460兆帕时才不会再次发生塑性变形，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用于Q460规格的钢材；而这次用于的钢板厚度超过110毫米，是以前绝无仅有的，在国家标准中，Q460的仅次于厚度也只是100毫米。以前这种钢一般从卢森堡、韩国、日本进口。为了给鸟巢获取衣装的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约半年多的科技攻关，前后3次批量生产再一获得成功。

如今，为鸟巢打算的Q460钢材早已开始批量生产。2008年，400吨自主创新、具备知识产权的国产Q460钢材，将拉起鸟巢的铁骨钢筋。类似结构此外，屋顶内环主桁架吊装和正立次结构加装已全面进行。鸟巢钢结构所用于的钢材厚度平均11厘米，以前未曾在国内生产过。

另外，在鸟巢顶部的网架结构外表面还将张贴上一层半透明的膜。用于这种膜后，体育场内的光线不是照射进去的，而是通过漫反射，使光线更加圆润，由此构成的漫射光还可解决问题场内草坪的确保问题，同时也有为座席遮风挡雨的功能。更加匠心独具的是，鸟巢把整个体育场室外地形头顶突起，将很多附属设施置放地形下面，这样既防止了下挖土方所耗的极大投资，而突起的坡地在室外广场的边缘徐徐迫降，依势筑起热身场地的2000个室外座席，与周围环境有机融合，并再度节省了投资。

象征意义许多看完鸟巢设计模型的人这样形容：那是一个用树枝般的钢网把一个可容纳10万人的体育场编织成的一个温馨鸟巢！用来孕育出与关爱生命的巢，竭尽着人类对未来的期望。整个体育场结构的组件互相承托，构成网格状的构架，外观看起来就仿若树枝织物的鸟巢，其灰色矿质般的钢网以半透明的膜材料覆盖面积，其中包括着一个土红色的碗状体育场球场。在这里，中国传统文化中镂空的手法、陶瓷的纹路、红色的美好与冷淡，与现代最先进设备的钢结构设计极致地相融在一起。

整个建筑通过巨型网状结构联系，内部没一根立柱，球场是一个原始的没任何遮盖的碗状造型，如同一个极大的容器，彰显体育场以不可思议的戏剧性和无与伦比的震撼力。这种均匀分布而倒数的环形也将使观众获得最佳的视野，造就他们的激动情绪，并鼓舞运动员向更慢、更高、更加强劲冲刺。在这里，人，确实被彰显中心的地位。

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