內容簡介
中國航海博物館曲面索網玻璃幕牆的結構設計與施工關鍵技術《中國航海博物館:曲面索網玻璃幕牆的結構設計與施工關鍵技術》以採用新穎結構體系的中國航海博物館工程為背景，其設計與施工均無先例可循，而且目前相關國家規範無法涵蓋。針對結構設計、施工中的諸多難點，《中國航海博物館:曲面索網玻璃幕牆的結構設計與施工關鍵技術》從以下環節開展研究，力爭全面控制項目的技術風險：結構體系的非線性計算和穩定性分析；結構體系的抗風設計研究；關鍵節點的設計構造及承載力分析及試驗；複雜造型鋼結構的吊裝過程分析；基於彈性邊界的單層雙曲面索網結構的張拉過程分析。《中國航海博物館:曲面索網玻璃幕牆的結構設計與施工關鍵技術》可供結構工程專業的研究、設計人員以及大專院校師生參考，更可為建築師進行建築創作提供結構工程師角度的視野。對施工、監理、項目管理人員進行風險控制也有良好的借鑑作用。
目錄
第1章 工程概況
1.1 工程背景
1.2 設計構思及建築要求
1.3 結構設計理念
1.結構概念設計
2.結構設計難點
1.4 工程大事記
第2章 結構設計
2.1 結構整體性能分析
1.設計規範、依據
2.材料
3.本工程電算選用軟體
4.有限元計算模型
5.荷載及工況組合
6.計算結果匯總
2.2 關鍵部位細部設計
1.節點綜述
2.節點分析
3.設計工作總結
第3章 結構設計關鍵技術
3.1 風荷載研究
1.風壓分布研究
2.等效風荷載研究
3.2 基於彈性邊界的索網結構設計理論與施工模擬
1.雙曲面索網縮尺模型張拉試驗研究
2.格線布置研究
3.結構找形研究
4.結構荷載分析
5.玻璃幕牆對結構影響的分析
6.張拉施工模擬
3.3 關鍵節點設計研究
1.相貫一板式節點承載力試驗研究
2.鑄鋼節點試驗研究
3.不鏽鋼軸承承載力試驗研究
4.索夾抗滑移承載力試驗研究
第4章 結構施工
4.1 施工難點
1.鋼結構分項工程
2.索網幕牆分項工程
3.屋面分項工程
4.2 施工驗收標準
1.鋼結構製作
2.鋼結構現場拼裝
3.鋼結構現場吊裝
4.索網張拉
4.3 鋼結構安裝
1.鋼結構吊裝施工難點
2.鋼結構吊裝施工工藝
3.鋼結構荷載轉換
4.鋼結構安裝過程模擬
4.4 索網張拉
1.索網幕牆施工難點及重點
2.單層索網透明玻璃幕牆安裝技術及工藝
3.索網張拉施工模擬計算
4.索網張拉階段檢測
4.5 本章小結
參考文獻
序言
隨著中國經濟的不斷發展，特別是2008年北京奧運會及2010年上海世博會帶來的巨大歷史機遇，土木工程進入一個前所未有、空前輝煌的時代。國家體育場（“鳥巢”）、國家大劇院（“銀色巨蛋”）、國家游泳跳水館（“水立方”）等奪人眼球的超大項目一一設計、建造完成，向世界展現了一個具有蓬勃生機、勇於挑戰未來的強大中國。這些重大項目不但以其獨特的建築外形改變著城市的面貌，更因其具有的深遠內涵點燃全國人民的熱情，在膾炙人口的工程別名背後呈現的是新中國人的驕傲、大國崛起的信念。
中國航海博物館作為上海地區為數不多的國家級博物館，更作為南匯臨港新城的地標建築，以其富於表現的屋面形式而獨具特色。兩個對峙的輕質屋面殼體在廣義上表現了海洋這一主題，使人聯想起航海的風帆，構成了整個博物館建築的重要而富有個性的標誌。在此屋頂下大廳空間可展示大型古代船舶，對其進行歷史文化的鑑賞並向公眾開放。博物館簡潔平實的外觀與船帆殼體的富有表現力的結構相呼應。獨特的形象突出了臨港新城與航海事業的密切關係，強調了其在全球航海貿易中的傑出作用。
造型獨特的風帆給結構體系的塑造、結構受力途徑的設計、關鍵節點的構造帶來非常大的困難。南北立面基於彈性邊界的單層雙曲面索網玻璃幕牆的設計、施工難度更是具有世界級的難度。本文將通過對結構設計、施工中的一個個難點進行抽絲剝繭般的解析，在為同行提供實際工程經驗借鑑的同時，詮釋了目前重大項目面臨的共同境遇，即：建築師對建築造型標誌性的無止境追求對結構工程師提出更高的要求；新材料、新技術的出現帶來的結構體系的創新、挑戰；現有規範中制定的設計指標無法適用新型結構體系的設計。為迎接挑戰，結構工程師在設計中應該秉承以下原則：“做好業主的好參謀，為業主謀求最大的項目利益；當好建築師的好幫手，天空是創作的極限；海量成功作品的積累，帶來專項技術的蓬勃生機；科研與生產的相互促進，為騰飛插上翅膀”。
中國航海博物館的設計及建造過程離不開業主、代建方的理解及大力支持，離不開同濟大學科研團隊、鋼結構製作、鋼結構安裝、雙曲面異型蜂窩鋁板幕牆施工團隊、單層索網玻璃幕牆施工團隊的日夜兼程和風雨同路，謹以此書獻給所有為此項目付出艱辛工作的人們。
