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国家体育场固定屋面上表面的几何形状是由一个圆环曲面被椭圆柱切割出来而形成的马鞍形，屋面被不同层次的结构单元分成1302个大小不等的部分。由于独立区域多，且屋面结构有最大降雨荷载要求，造成钢梁之间围成的分块内天沟是闭合的；其次高差大，对单纯的虹吸排水系统设计造成极大的困难。钢结构在各种荷载下的变形大，亦给雨水排水管道的连接制造了新的问题。可开启屋面的位置导致屋面自身成为一个变坡的屋面，又使雨水集水管的布置问题更趋复杂化。经过多次专题研究，雨水排水系统设计为具有超过设计排水重现期能力的重力排水系统与虹吸排水系