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天津博物館

作者：建筑鋼結構網(wǎng)    
時(shí)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、設計概況
    天津博物館位于天津市河西區友誼路和樂(lè )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(chǎng)和天津青少年活動(dòng)中心等，是天津市政治文化中心區的標志性建筑。整體造型是天鵝頸部走廊的一部分從水中穿過(guò)，到達休息廳后再接著(zhù)進(jìn)入結構主體，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一基調，形成一個(gè)“展翅飛翔的天鵝”的造型。占地50000?，建筑面積約35000?，建筑共三層，結構主體總高度33.3m。

    二、結構體系
    結構體系為三層混凝土結構支承的鋼結構體系。鋼結構部分包括屋頂網(wǎng)殼、幕墻結構和天鵝頸三部分?；炷两Y構采用框架?剪力墻結構，一層層高5米，二層8.7米?；A采用樁?承臺基礎，埋深為21m?？傆娩摿考s2800噸，屋蓋網(wǎng)殼部分用鋼量約1200噸。屋蓋為螺栓球節點(diǎn)雙層網(wǎng)殼結構，跨度186m，厚度為2米，網(wǎng)格尺寸為2.5米～4.1米。網(wǎng)殼的支承結構由在博物館內部展廳的墻壁設置的鉸接鋼管柱、外周圈的鋼結構柱與斜撐和正立面的大拱組成。

    三、細部及施工
    板式鉸接鋼結構支座節點(diǎn)（作者的專(zhuān)利），通過(guò)簡(jiǎn)單的一塊鋼板為基礎的設計就實(shí)現了鉸節點(diǎn)的轉動(dòng)的功能，板鉸節點(diǎn)體系構造簡(jiǎn)單、概念明確且造價(jià)低，天津博物館中的應用是國內首次，并結合柱間斜撐形成可呼吸結構體系，可以釋放溫度應力。
    本工程采用了作者的另一個(gè)專(zhuān)利技術(shù)-保溫螺栓，不僅實(shí)現了絕緣、隔熱，而且還實(shí)現了不導電，避免了冷橋現象的產(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。在一至三層搭設階梯型腳手架作臨時(shí)支撐和安裝平臺，采用徑向單元組裝法施工。安裝時(shí)，從一側拱腳向另一側拱腳安裝，同時(shí)，將網(wǎng)殼分成四段扇形區進(jìn)行分段校正，以消除累計誤差。
    總長(cháng)度246米直徑700mm的大拱，是最大規模的單體結構構件，作為網(wǎng)殼的下弦構件，在博物館的鋼結構整體體系中，它成為最重要的結構元素之一，大拱的典型連接采用了相貫節點(diǎn)的構造。在大拱的根部采用鑄鋼鉸接節點(diǎn)。
    采用空中定位分段安裝現場(chǎng)方案，加工時(shí)將拱梁分成22節，每節重5噸，用大噸位汽車(chē)吊就位后用定向板調整角度，用全站儀對鋼管上的定位點(diǎn)進(jìn)行測量，由一端拱腳逐節向另一端拱腳安裝。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計和施工曾獲得以下獎勵：
    2004年天津市科學(xué)技術(shù)進(jìn)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
    中國建筑鋼結構金獎
    第五屆詹天佑土木工程大獎（2005）
    第四屆空間結構優(yōu)秀工程獎（2006）：金獎

    作者信息
    陳志華：博士，教授，博士生導師，天津大學(xué)建工學(xué)院鋼結構研究所 所長(cháng)
    電話(huà)：022-27409933，13820589038
    傳真：022-27461604
    email：zhchen@tju.edu.cn
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