国家体育场（“鸟巢”）钢结构顶面呈马鞍形，长轴为330米，短轴为296米，最高点高度为69.2米，最低点高度为40.1米。交叉布置的主结构与屋面及立面次结构一起形成了“鸟巢”的特殊建筑造型。钢结构设计过程中，提出了大跨度结构温度场计算方法、扭曲构件空间坐标表示法等一系列的研究成果，多数为国内外首创。

　　⑴ 大跨度结构温度场计算方法

　　国家体育场大跨度钢结构的平面尺寸大，温度变化将引起很大的内力和变形，如何计算和分析钢结构因温度变化而产生的变形而导致的内力是关键技术。以鸟巢钢结构所处的环境温度场进行分析，并以最不利温度场下的钢结构进行了计算，以保证鸟巢钢结构的安全性。

　　⑵ 焊接薄壁箱形构件设计方法研究

　　提出焊接薄壁箱形构件有效截面的计算方法，填补了国内外现行钢结构设计规范在薄壁箱形构件

　　设计方面的空白，并为今后《钢结构设计规范》的修订提供了可靠依据。

　　⑶ 扭曲构件设计方法研究

　　国家体育场屋盖肩部次结构扭曲构件受力性非常复杂，设计过程中对其受力机理与设计方法进行了深入的研究，并通过试验研究，验证了设计方法的可靠性。

　　⑷ 扭曲构件空间坐标表示法研究

　　针对国家体育场屋盖结构的空间几何构型，提出了一套适合于复杂空间扭曲构件的节点坐标表示法，满足了钢结构详图设计、现场安装定位和检验的要求。

　　⑸ 箱形截面桁架节点、桁架柱复杂节点、异型柱脚等复杂节点设计方法研究

　　在国家体育场钢结构设计中，提出了复杂节点的几何构型方法，改善其受力的合理性，提高节点承载力，并指导构件加工。试验结构表明，设计中采用的节点安全储备大，多数为国内外首创。

　　⑹ CATIA三维设计软件

　　国家体育场建筑造型复杂，对构件的空间定位和尺寸精度提出了前所未有的要求，传统的三维设计软件已经无法满足工程的需求。通过在设计中采用目前功能最为强大的CATIA三维设计软件，成功解决了复杂空间结构、扭曲构件与特殊节点等三维建模问题，是CATIA软件首次在我国建筑工程中应用，填补国内空白。