chanong 国家体育场，又称鸟巢，是2008年北京奥运会的主会场。体育场由两个独立的结构组成。一座是七层混凝土结构，最多可容纳91,000 名观众，座位墙距周围钢结构50 英尺，另一座是重达42,000 吨的马鞍形椭圆形钢结构。这种钢结构因由数千个钢构件组成而闻名，这些钢构件形成马鞍形屋顶，这些屋顶连接在一起形成鸟巢形状。该体育场总体积达300万立方米，被认为是世界上最大的封闭空间。
这个独特的结构是由瑞士设计公司赫尔佐格和德梅隆与中国建筑设计研究院合作设计的。施工主体为中信国际工程公司，土方、基础工程由北京机械工程公司承担。奥雅纳工程顾问公司提供结构工程、电气和机械工程、消防工程和声学设计。
由于结构的特殊性，该工程在施工过程中遇到了很多困难。
(1)技术组织难度大
体育馆吊装时，基础土建工作尚未完成，现场大面积拼装，需要多方进行横断面施工。另外，场地狭窄，极大地限制了施工现场的布局、零部件的运输以及大型起重机的行驶路线。同时，该工程结构复杂，吊装段按一定顺序组装，如果不吊装，就会耽误工期。施工各方需要合理协调、统筹管理，项目组织难度大。
(2)结构安全问题
由于设计的复杂性，在整个施工过程中必须仔细考虑结构安全问题。主体结构主要由24根主柱支撑，重达1000吨，比其他场馆常用的主柱重很多。这些主柱是分段运输和组装的，因为起重机没有足够的提升力来提升它们，并且安装过程必须考虑三维力。
（三）协调问题
该项目涉及全球利益相关方众多，协调配合要求较高。各设计部门应协作设计，确保不存在设计冲突。设计和要求必须准确地提供给承包商，由于建设项目的承包商众多，现场协调尤为重要。在这种情况下，3D 模型和4D 施工模拟是帮助业主、承包商和工人了解其独特的设计和施工流程的完美工具。
(4) 限时
该项目于2002年初开始建设，但由于恶劣天气和多种限制，施工进度仍然紧张。钢结构单元需要精确组装，任何计算错误都会造成重大经济损失和严重工期延误。管理日程安排是一项有益的工作。为了解决上述问题，该项目利用4D建模系统通过施工过程模拟来支持结构安全分析，检测施工和进度冲突，并加强各参与者之间的协作和沟通。
实施过程：
三维混凝土框架模型，包括柱、梁、板和电梯墙，首先由国际金融公司和中国建筑研究院以IFC 文件格式创建。 3D建模主要基于提交的2D设计图。在时间安排方面，根据承包商提供的进度表，建立了包含2,459个节点的工作分解结构（WBS）。然后，3D 模型中的组件通过4D 建模系统连接到WBS 中的节点。资源、材料和施工荷载等信息也被纳入4D 结构模型中。
4D模型生成后，项目团队进行施工模拟，计算特定时间段的资源需求。目前正在建造的每个组件都可以通过3D环境中的视觉控制器进行着色，从而使用户能够通过模拟来理解和推进建造过程。建筑工人、承包商和管理人员可以明确工作任务，更深入地了解自己的工作并提高效率。
4D 模型的另一个用途是结构安全分析。根据相关结构理论，在4D模型中创建包含单元类型、关键点、单元、网格强度、边界条件和加载条件信息的APDL文本文件。通过ANSYS软件进行安全性分析。结果表明，第五层施工时混凝土板的承载能力达到最大。
因此，项目管理和施工方进一步进行了材料强度和结构稳定性分析，并提出了增加结构安全性的措施。
案例研究结果表明，4D模型可以显着提高复杂结构安全分析的效率，并实现结构的实时分析。此外，4D施工模拟流程大大提高了工人、承包商和管理层之间的沟通效率，可以高效、准确地处理因进度和设计变更而导致的重新计算。
