國家體育場建筑頂面呈鞍形，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”建筑風格不變的前提下，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，并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。為了避免出現過于復雜的節點，少量主桁架在內環附近截斷。鋼結構大量采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”的特殊建筑造型。主看臺部分采用鋼筋混凝土框架一剪力墻結構體系，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、德梅隆與中國建筑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，
寄托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余的處理，只是坦率地把結構暴露在外，因而自然形成了建筑的外觀。
“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”采用了當今先進的建筑科技，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，在建造后的沉降、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，在設計中采用了高強度的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。這是國內在建筑結構上首次使用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，在國家標準中，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，前后3次試制終于獲得成功。如今，為“鳥巢”準備的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。
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