Ở các công trình xây dựng theo quy ước, tất cả lực hướng xuống đất theo phương thẳng đứng. Tuy nhiên, ở SVĐ tổ chim thì lại khác. Do được cấu thành từ hàng ngàn thanh xà đơn lẻ nên lực tác dụng xuất phát từ các hướng khác nhau. Bằng cách này hay cách khác, các kỹ sư cần dự đoán chính xác bao nhiêu lực sẽ đi qua mỗi thanh xà như thế. Thách thức thật sự đối với các kỹ sư trong việc giải quyết những lực này một cách an toàn và hiệu quả là phải tận dụng hết khả năng từ vật liệu sẵn có nhằm hướng chúng đi xuống nền móng phía dưới.

Nhưng tính toán áp lực và tải trọng ở mỗi thanh xà đòi hỏi phải hết sức khéo léo. Và một vấn đề nữa lại xuất hiện. Bắc Kinh nằm trong lòng khu vực hoạt động mạnh về địa chất. Một trong những trận động đất tồi tệ nhất thế giới đã từng tấn công Trung Quốc hồi năm 1976. Sân vận động bằng mọi giá phải có khả năng chống chọi được với động đất. Cho nên, điều quan trọng là cấu trúc càng được tối ưu hóa nhằm kiểm soát được sức nặng của chính bản thân cấu trúc và giảm lực tác động khi mặt đất bắt đầu rung chuyển. Cách duy nhất để làm được như vậy là làm nhẹ các thanh xà nhưng không được đánh đổi sức mạnh của chúng. Đây là một phương trình phức tạp. Khi mỗi thanh xà đều có độ dày mỏng khác nhau thì kỹ thuật tính toán theo quy ước không thể thỏa mãn được công việc đánh giá các lực và hình dáng phức tạp. Nên ở tình thế này, các kỹ sư cũng như các nhà thiết kế phải nhờ đến những gì từng được sử dụng trong ngành công nghiệp hàng không. Đó là một phần mềm có tên gọi CATIA.

CATIA là chương trình tạo mẫu 3 chiều. Nó được phát triển chủ yếu cho ngành công nghiệp hàng không, có khả năng hỗ trợ thiết kế các hình dáng rối rắm và giải quyết các phương trình kỹ thuật trong thời gian nhanh kỷ lục. ArupSport ngay lập tức sử dụng CATIA vẽ sơ đồ chi tiết sân vận động và cách bố trí cấu trúc thép cũng như các thanh xà. Các cơ cấu xà mang tính truyền thống và đối xứng hơn giờ đây ẩn mình sau cách sắp xếp trông có vẻ ngẫu nhiên và xen lẫn vào nhau.

Nhờ vào CATIA, các kỹ sư tỏ ra hoan hỉ với thành công bước đầu. Họ đã có kế hoạch chính xác cho việc thiết kế và quản lý cấu trúc thép vốn khó hiểu ngay từ lúc đầu. Công việc chế tạo từng thanh thép chuyên biệt cho SVĐ tổ chim được giao cho chuyên gia thép Wang Lin. Ông nói: “Chế tạo thép với góc cạnh thẳng không là vấn đề gì đối với chúng tôi. Nhưng cấu trúc khác lạ ở sân vận động tổ chim lại là một câu chuyện hoàn toàn khác. Chúng tôi nghĩ đã gặp phải rắc rối.”

Trong lúc các phân đoạn xà được lắp ráp ở nhà máy, các kỹ sư bắt tay vào một công đoạn khác. Họ bắt đầu với các mấu neo bằng thép mạnh mẽ, chúng sẽ nằm ở cuối mỗi chân trụ. Công nhân, một cách cẩn trọng, đưa vật liệu vào đúng vị trí. Phải mất nhiều tháng mới lắp đặt xong hết. Với trọng lượng mỗi cái đến 100 tấn, chúng hình thành nên bộ phận then chốt của cả cấu trúc. Các chân trụ sau đó sẽ được dựng lên trên chúng, và sẽ chuyển hầu hết sức nặng của cấu trúc xuống nền móng sâu phía dưới. Các cột hỗ trợ khổng lồ hơn nhiều so với các cột ở sân vận động thông thường.

Sân vận động tổ chim (4)