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    天津博物館

    作者:建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
    時間:2009-12-22 20:26:03 [收藏]

      陳志華
      (天津大學(xué)建工學(xué)院,天津,300072)
      一、設(shè)計概況
      天津博物館位于天津市河西區(qū)友誼路和樂園道的交口處,毗鄰天津大禮堂、天津國際展覽中心、水晶宮飯店、銀河廣場和天津青少年活動中心等,是天津市政治文化中心區(qū)的標志性建筑。整體造型是天鵝頸部走廊的一部分從水中穿過,到達休息廳后再接著進入結(jié)構(gòu)主體,屋蓋殼面和幕墻曲面光滑、渾圓,與地面自然連接,整體裝修以白色為統(tǒng)一基調(diào),形成一個“展翅飛翔的天鵝”的造型。占地50000?,建筑面積約35000?,建筑共三層,結(jié)構(gòu)主體總高度33.3m。

      二、結(jié)構(gòu)體系
      結(jié)構(gòu)體系為三層混凝土結(jié)構(gòu)支承的鋼結(jié)構(gòu)體系。鋼結(jié)構(gòu)部分包括屋頂網(wǎng)殼、幕墻結(jié)構(gòu)和天鵝頸三部分。混凝土結(jié)構(gòu)采用框架?剪力墻結(jié)構(gòu),一層層高5米,二層8.7米。基礎(chǔ)采用樁?承臺基礎(chǔ),埋深為21m。總用鋼量約2800噸,屋蓋網(wǎng)殼部分用鋼量約1200噸。屋蓋為螺栓球節(jié)點雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),跨度186m,厚度為2米,網(wǎng)格尺寸為2.5米~4.1米。網(wǎng)殼的支承結(jié)構(gòu)由在博物館內(nèi)部展廳的墻壁設(shè)置的鉸接鋼管柱、外周圈的鋼結(jié)構(gòu)柱與斜撐和正立面的大拱組成。

      三、細部及施工
      板式鉸接鋼結(jié)構(gòu)支座節(jié)點(作者的專利),通過簡單的一塊鋼板為基礎(chǔ)的設(shè)計就實現(xiàn)了鉸節(jié)點的轉(zhuǎn)動的功能,板鉸節(jié)點體系構(gòu)造簡單、概念明確且造價低,天津博物館中的應(yīng)用是國內(nèi)首次,并結(jié)合柱間斜撐形成可呼吸結(jié)構(gòu)體系,可以釋放溫度應(yīng)力。
      本工程采用了作者的另一個專利技術(shù)-保溫螺栓,不僅實現(xiàn)了絕緣、隔熱,而且還實現(xiàn)了不導(dǎo)電,避免了冷橋現(xiàn)象的產(chǎn)生,提高了建筑的物理性能。

      屋蓋網(wǎng)殼采用就位拼裝方案安裝。在一至三層搭設(shè)階梯型腳手架作臨時支撐和安裝平臺,采用徑向單元組裝法施工。安裝時,從一側(cè)拱腳向另一側(cè)拱腳安裝,同時,將網(wǎng)殼分成四段扇形區(qū)進行分段校正,以消除累計誤差。
      總長度246米直徑700mm的大拱,是最大規(guī)模的單體結(jié)構(gòu)構(gòu)件,作為網(wǎng)殼的下弦構(gòu)件,在博物館的鋼結(jié)構(gòu)整體體系中,它成為最重要的結(jié)構(gòu)元素之一,大拱的典型連接采用了相貫節(jié)點的構(gòu)造。在大拱的根部采用鑄鋼鉸接節(jié)點。
      采用空中定位分段安裝現(xiàn)場方案,加工時將拱梁分成22節(jié),每節(jié)重5噸,用大噸位汽車吊就位后用定向板調(diào)整角度,用全站儀對鋼管上的定位點進行測量,由一端拱腳逐節(jié)向另一端拱腳安裝。由于采用了空中定位的措施,確保了安裝精度并有效地消除了累計誤差。

      天津博物館的科研設(shè)計和施工曾獲得以下獎勵:
      2004年天津市科學(xué)技術(shù)進步獎: 一等獎(作者為第一完成人)
      天津市海河杯
      國家優(yōu)質(zhì)工程:魯班獎
      中國建筑鋼結(jié)構(gòu)金獎
      第五屆詹天佑土木工程大獎(2005)
      第四屆空間結(jié)構(gòu)優(yōu)秀工程獎(2006):金獎

      作者信息
      陳志華:博士,教授,博士生導(dǎo)師,天津大學(xué)建工學(xué)院鋼結(jié)構(gòu)研究所 所長
      電話:022-27409933,13820589038
      傳真:022-27461604
      email:zhchen@tju.edu.cn
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