国家体育场设计大纲要求：“国家体育场的设计应充分考虑以信息技术为代表的，包括新材料和环保等技术的高新技术。在建筑、结构、建材、环保、节能、智能化、通信、信息和景观环境等方面，通过采用可靠、成熟、先进的高新技术成果，将国家体育场建设成为一个具有以人为本的信息服务、方便可靠的通信手段、先进舒适的比赛环境和坚实可靠的安全保障的特点的新型场馆。在设计中体现奥运场馆的时代性和科技先进性，使其成为展示我国高新技术成果和创新实力的一个窗口。”

　　1、以国家体育场建设对科技的需求为出发点，提高体育场建设科技创新能力，积累高科技应用于体育场的经验，使科技创新成为“三大理念”的动力和保障。

　　2、在设计和施工过程中，针对国家体育场建设过程中的若干瓶颈和焦点问题，重点安排一批科研攻关项目和课题，解决设计和建设中的难题。在各专业设计上重点应用较成熟并具有科技含量的技术，使体育场体现一流的建设和运营的科技水平。

　　针对钢结构设计关键技术成功的科研攻关

　　主要内容包括：

　　(1)焊接薄壁箱形构件研究；

　　(2)钢结构复杂节点研究；

　　(3)大跨度结构温度场研究；

　　(4)大跨度结构地震安全性研究；

　　(5)大跨度结构风振系数研究(风洞试验)；

　　(6)焊接薄壁箱形构件设计理论研究；

　　(7)弯扭构件设计理论研究；

　　(8)复杂节点构型研究；

　　(9)多个焊接箱形薄壁构件交汇节点研究。

　　针对施工关键技术成功的科研攻关

　　研究内容包括：

　　(1)灌注桩基础工程施工技术研究；

　　(2)超长结构混凝土裂缝控制技术研究；

　　(3)双斜柱综合施工技术研究；

　　(4)空间弯扭箱型截面构件及多向微扭空间节点的加工制作技术研究；

　　(5)高强钢Q460厚板(100mm)焊接性能试验、焊接工艺技术研究；

　　(6)巨型马鞍型空间钢结构整体卸载技术研究；

　　(7)国家体育场钢结构负温焊接试验研究应用；

　　(8)国家体育场钢结构合拢技术的研究应用；

　　(9)国家体育场膜材及膜结构检验技术研究。