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在我國人們對于太空的探索一直都很關(guān)注，前段時間相信很多人都非常關(guān)注嫦娥五號從月球成功的帶來土壤并回到地球，這是我國探月的一次很重大的突破，當然太空中還有很多神奇之處等待人們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。為了可以很好地傳播一些天文知識，我國很多城市都建設(shè)了天文館，每逢節(jié)假日的時候很多家長都會帶著孩子去天文館，既可以散心又可以學(xué)習(xí)到很多的知識。
1、絕美的構(gòu)思立意
上海天文館項目位于浦東新區(qū)臨港新城臨港大道與環(huán)湖北三路口，是目前全球建筑面積最大的天文館，這一超級建筑的建成，將代表中國成為新的世界之最。
全球大小天文館約有4000多座，中國第一座天文館于1957年在北京建成，時隔半個世紀，上海天文館于2014年發(fā)起國際競標，建筑設(shè)計方案最終由美國Ennead建筑事務(wù)所與上海建筑設(shè)計院聯(lián)合中標，建筑幕墻（詞條“建筑幕墻”由行業(yè)大百科提供）設(shè)計和施工由上海美特幕墻有限公司全面實施，2015年正式獲得批復(fù)，總投資5.3億元，總占地面積5.8萬平方米，主體建筑面積3.8萬平方米，相當于5.5個北京天文館，5個香港太空館。
這個天文館的命名也很簡單，就叫做上海天文館！上海天文館除了是全球最大面積的天文館外，在設(shè)計時還蘊藏著諸多天文學(xué)意義的精巧設(shè)計，從高空眺望整個建筑，就如一個外星空異體，它的設(shè)計靈感來源于三體，分別為地球、月亮和太陽，主體建筑以三個圓形構(gòu)筑的三體為基本結(jié)構(gòu)，并以弧線軌道環(huán)繞，仿佛是太陽附近的星系軌道，三個建筑主體內(nèi)依次設(shè)有圓洞天窗（詞條“天窗”由行業(yè)大百科提供）、倒轉(zhuǎn)穹頂以及球幕影院，相互之間處于動態(tài)軌道關(guān)系之中，在博物館的頂部達到高潮。
第一個圓洞天窗（詞條“窗”由行業(yè)大百科提供）為整個建筑的主入口，并且隨著太陽的東升西落規(guī)律，圓洞可以投射出相應(yīng)的光影軌跡，使其成為一個具有日晷功能的巨型時鐘，即第一個建筑本身就是一臺可以展示時間的天文儀器，把最原始的計時方式用高科技手段展現(xiàn)出來，并融入到整個建筑。
時間刻度將繪制在地面上，成為一個“巨型時鐘”，告訴經(jīng)過的人們進館和離館的時間。
第二個主體為倒置穹頂，參觀者進入展區(qū)后，可以沿著坡道走到屋頂?shù)牡怪民讽敚胄蔚脑O(shè)計讓人們置身“碗底”，放眼望去只能看到天空，而看不到地景，希望人們可以屏蔽掉城市，靜觀天空，忘記現(xiàn)實中的地平線，從而思考宇宙奧秘。
此外還有一個特別的設(shè)計，觀眾登上倒置穹頂?shù)淖叩朗悄媳毕蛟O(shè)置，這條通道恰好標注了上海天文館的子午線，也指明了正南正北兩個方向，利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)，確定通道指向地理的南北極。
第三個主體是最突出的部分，球幕影院，該影院直徑23米，懸掛在一個大型鋼環(huán)制成的懸臂上，猶如懸浮在空中，僅靠幾個鋼架支撐，讓觀眾有一種置身于天地之間的體驗。
之所以把直徑設(shè)計成23米，是因為在天文館不遠有一個原型人工湖，名為滴水湖，直徑約為2500米。如果把滴水湖比作太陽，那么球幕影院就是等比例縮小的地球，可以讓觀眾對太陽和地球的大小關(guān)系有直觀的認識。
球幕影院周圍使用透光材料，讓太陽光能照射到場館地下一層的公共空間，以解決采光問題，并且會在地面形成一個光環(huán)。
這些異形建筑同樣也給整個工程施工帶來了很大難度，其中涉及多種建筑結(jié)構(gòu)模式，此外還要將這些建筑連接起來，不過這些難題都被一一攻破，還有良好的抗震能力，在小震時，整個建筑會保持一定彈性（詞條“彈性”由行業(yè)大百科提供），保證不會受到大的損壞，如果發(fā)生大的地震，諸多結(jié)構(gòu)部件也能按照工程師們預(yù)先設(shè)計好的順序依次發(fā)生屈服，確保在極端條件下保護建筑內(nèi)人員安全。
除了以上三個建筑主體外，還涉及普及天文教育的青少年觀測基地，觀眾白天可以觀測太陽的魔力太陽塔，放置著直徑1米的天文望遠鏡的大眾天文臺等附屬建筑。
天文館外的天文花園，有4條非同心圓的步道，從建筑向外自然延伸出去，象征銀河系旋臂，通過種植不同季節(jié)盛開的花卉，凸顯季節(jié)交替現(xiàn)象，讓花園一年四季給人不同的美感。
2、精美的表皮應(yīng)用
上海天文館的建筑主體結(jié)構(gòu)形式采用混凝土框架、核心筒、鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)、單層鋁合金網(wǎng)殼等組合結(jié)構(gòu)，構(gòu)造極其復(fù)雜。其中大懸挑結(jié)構(gòu)更是極為罕見，它是由二層雙向桁架結(jié)構(gòu)組成，跨度約61米、屬目前全國最大，平面懸挑最大約有36米，其兩側(cè)與鋼骨剪力墻結(jié)構(gòu)體系相連，外側(cè)為單排四層桁架立柱和外弧桁架結(jié)構(gòu),內(nèi)側(cè)與相鄰結(jié)構(gòu)的混凝土梁、柱通過預(yù)埋件相連，鋼骨剪力墻核心筒作為整個結(jié)構(gòu)的支承結(jié)構(gòu)，支托起了整個大約2000噸左右的主體鋼結(jié)構(gòu)。建筑總用地面積近6萬平方米，總建筑面積近4萬平方米，抗震設(shè)防烈度7度，地面粗糙度A類，50年重現(xiàn)期基本風(fēng)壓（詞條“基本風(fēng)壓”由行業(yè)大百科提供）0.55Kpa、基本雪荷載0.2Kpa。
根據(jù)整體建筑設(shè)計，外立面幕墻根據(jù)不同部位分別采用類型如下：2個主入口位置、飄帶、燈箱位置采用豎明橫隱玻璃幕墻;倒穹頂位置采用玻璃采光頂，采光頂通道采用明框玻璃幕墻;屋面采用鋁（詞條“鋁”由行業(yè)大百科提供）鎂錳直立鎖邊、其它外立面采用鋁鎂錳直立鎖邊+5mm陽極氧化鋁板幕墻系統(tǒng)、鋁鎂錳直立鎖邊+3mm陽極氧化沖孔鋁板幕墻系統(tǒng)、鋁合金格柵系統(tǒng)、GRC幕墻系統(tǒng)、干掛水泥板幕墻系統(tǒng)、及玻璃門窗系統(tǒng)等。
各幕墻系統(tǒng)也按照平立面不同構(gòu)造分布劃分為9個施工段：第一施工段：立面造型鋁板（詞條“鋁板”由行業(yè)大百科提供）幕墻系統(tǒng)(3.294~14.671m);第二施工段：立面造型鋁板系統(tǒng)(10.350~23.850m);第三施工段：球形幕陽極氧化穿孔鋁單板系統(tǒng);第四施工段：主入口及19.704m等部位框架玻璃幕墻;第五施工段：27.039m區(qū)域鋁合金百葉及鋁單板系統(tǒng);第六施工段：GRC板系統(tǒng)幕墻;第七施工段：直立鎖邊屋面鋁鎂錳板系統(tǒng);第八施工段：穹頂及連廊橋系統(tǒng);第九施工段：附屬建筑幕墻系統(tǒng)。
3、復(fù)雜的表皮技藝
3.1由于本工程立面均為不規(guī)則造型，如曲面、弧面、球面、對于幕墻的測量放線難度較大，精度（詞條“精度”由行業(yè)大百科提供）要求較高，是本工程的控制重點。
3.2面板、龍骨（詞條“龍骨”由行業(yè)大百科提供）材料無互換性：
由于項目曲面造型、漸變分格、無規(guī)則穿孔等特點，造成幕墻面板及龍骨規(guī)格完全不同
3.3交界面數(shù)量及種類多：
由于項目復(fù)雜的幾何界面，使得墻面系統(tǒng)、屋面系統(tǒng)、天窗系統(tǒng)、玻璃系統(tǒng)、吊頂系統(tǒng)等交界面規(guī)格種類繁多，且都為曲線交接
3.4專業(yè)間(設(shè)計方案)配合量大：
由于項目剖面的漸變造型，幕墻專業(yè)與鋼結(jié)構(gòu)、土建、建筑、機電設(shè)計方案存在大量協(xié)調(diào)配合。
4.精致的細部設(shè)計
4.1陽極氧化鋁板系統(tǒng)：
系統(tǒng)造型成螺旋上升趨勢，分格隨著墻面高度變化漸變。
大懸挑區(qū)域，最大板塊面積3.2平方米，橫向縫32mm，豎向縫16mm。
4.2球幕影院系統(tǒng)：
系統(tǒng)成球形，上半球室外、下半球室內(nèi)，緯線方向龍骨半徑。
赤道位置，最大板塊面積 2.6 平方米，每一板塊穿孔排布均不相同。
4.3GRC幕墻系統(tǒng)：
GRC系統(tǒng)位于主建筑底部、放射螺旋狀，步道起步處，最大板塊面積2.7平方米。
GRC板塊成長條梯形，最長5.6米，接縫處使用GRC造型隱藏膠縫。
4.4倒穹頂幕墻系統(tǒng)：
倒穹頂系統(tǒng)成凹球面，力學(xué)性能弱于凸球面，需考慮重力變形與風(fēng)壓作用對施工影響。
玻璃板塊大小較均勻，最大玻璃面積1.86平方米，玻璃附框到鋁結(jié)構(gòu)設(shè)計調(diào)節(jié)量。
4.5條帶玻璃幕墻系統(tǒng)：
條帶玻璃系統(tǒng)在上下墻面之間，玻璃系統(tǒng)成螺旋狀。
玻璃系統(tǒng)底部橫梁水平，上部橫梁有高差，最大板塊玻璃面積4.5平方米。
4.6吊頂金屬板系統(tǒng)
吊頂金屬板系統(tǒng)在主入口外側(cè)，分格成放射狀分布，板塊四邊均為曲線，板塊尺寸全部不同。
5.全程BIM技術(shù)應(yīng)用
天文館工程建設(shè)中采用全生命周期BIM示范應(yīng)用，對建筑模型及所攜帶的相關(guān)信息進行全方位、多角度、各層次的處理，使得工程建設(shè)的設(shè)計、施工、運維由傳統(tǒng)的2D向3D轉(zhuǎn)變，設(shè)計和施工水平都顯著提高。
各幕墻系統(tǒng)在設(shè)計過程中均按不同部位對模型實施分段分層安裝模擬，對可能產(chǎn)生的碰撞、擬合、交界面沖突都能預(yù)先進行溝通確認，對工期保障和避免加工安裝損耗都起到了極大的指導(dǎo)作用。
如穹頂分部，自穹頂玻璃底框和網(wǎng)殼邊板安裝完畢，
開始玻璃面板的擬合安裝，同時逐項對連橋鋼龍骨網(wǎng)、地面鋪設(shè)、弧形面板安裝、連橋底部鋁板封口、入口排水槽設(shè)置等進行細致推敲，確保各工種間進度及工序的一致性和準備及實施的時效性。
(穹頂玻璃安裝)
(連橋鋼龍骨網(wǎng)安裝、連橋地面鋪設(shè))
(連橋玻璃、連橋底部及入口鋁板安裝)
(連橋入口排水槽)
(穹頂女兒墻連廊)
其它各幕墻系統(tǒng)也根據(jù)材料準備及安裝順序進行逐項建模，不僅作為專業(yè)間預(yù)判，同時也為下料、指導(dǎo)安裝施工提供了周全的保障，如下圖：
(直立鎖邊系統(tǒng))
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(穿孔鋁板系統(tǒng))
<
(造型鋁板系統(tǒng))
6.精良測量技術(shù)保障
由于該工程占地面積較大，根據(jù)軸線控制點網(wǎng)建立細部控制網(wǎng)，利用控制點坐標檢核土建及鋼結(jié)構(gòu)控制點坐標，在以上布設(shè)的控制網(wǎng)基礎(chǔ)上根據(jù)需要加設(shè)幕墻安裝的控制點。
根據(jù)總平面圖利用Leica TM30全站儀(測角0.5″，測距0.6+1PPM)，從高級起算點在場區(qū)布測一條閉合或附合導(dǎo)線，然后采用極坐標法，定出幕墻施工內(nèi)外控制網(wǎng)基準點，作為幕墻施工首級平面控制網(wǎng)，內(nèi)控網(wǎng)與外控網(wǎng)布設(shè)同時進行。
整體結(jié)構(gòu)設(shè)置4個紅色一級測站點形成閉合回路，對整體工程安裝過程進行測量控制;整個工程安裝包括有屋面支撐結(jié)構(gòu)和檁條、檁拖安裝，一級測站點不能對內(nèi)部區(qū)域進行有效控制，故設(shè)置了7個綠色二級測站點進行支站，以確保測站點對整個安裝區(qū)域的控制。
本次測量工作的難點，主要因體量較大，工期緊，交叉施工，現(xiàn)場情況復(fù)雜，在現(xiàn)場進行測量工作時做了合理施測，同時多方面措施方案避免了與其他施工方的影響和制約。另因本工程為大型屋面系統(tǒng)施工工程，外形較為復(fù)雜，軸線較多，樁位較多，控制面積較大，施工細部測量控制困難，作業(yè)面也存在相互制約影響的情況，點的保護尤為重要。主要測量工作為：豎向支撐結(jié)構(gòu)柱腳預(yù)埋件定位、結(jié)構(gòu)單元控制點坐標定位、結(jié)構(gòu)單元拼裝完成后撓度的工程測量、結(jié)構(gòu)單元上測量定位、檁條、檁拖安裝控制點測量定位。
全程依次對二次結(jié)構(gòu)的精確定位和基礎(chǔ)軸線的放樣及檢測校正;二次鋼結(jié)構(gòu)垂直度，彎曲度的檢測校正，檁條、檁拖安裝精確定位及校正，控制網(wǎng)的建立和傳遞、預(yù)埋件定位、結(jié)構(gòu)單元上測量、結(jié)構(gòu)單元拼裝測量等作為重點測量工作。
本工程主要依靠大地坐標和距離角度進行定位，每個系列軸線至少兩個大地坐標定位點，同時附有每相鄰兩套軸線的交點距離和旋轉(zhuǎn)角度，便于互相核實。
施工過程中的測量工作主要包括兩大項：支撐結(jié)構(gòu)安裝測量定位工作和檁條、檁拖安裝測量定位工作。
在檁條、檁拖測量施工過程中，需要大量用到全站儀來實施點的三維定位工作，來確保檁條、檁拖安裝到位; 檁條、檁拖的安裝精度要求很高，檁條、檁拖的連接件只能作為最后的精調(diào)措施，因此檁條支撐結(jié)構(gòu)的安裝定位提出了很高的要求。檁條支撐結(jié)構(gòu)安裝采取外控制點投射法進行測量放線，在結(jié)構(gòu)安裝過程中，不僅要控制檁條結(jié)構(gòu)本身的安裝偏差，同時也要考慮到主體結(jié)構(gòu)的偏差。測量工作要保證支撐結(jié)構(gòu)安裝的完成面在控制范圍之內(nèi)，確保檁條板通過連接件精調(diào)即可滿足設(shè)計要求。除上述主要測量工作外，測量工作還有建筑四周的柱腳埋件的定位工作、以及部分墻體上的埋件、支撐結(jié)構(gòu)安裝完成后撓度的工程測量等。
中國幕墻網(wǎng)工程庫gck.alwindoor.com正式收錄上海天文館工程，敬請關(guān)注對該工程進展、幕墻技術(shù)、材料應(yīng)用等相關(guān)資訊的動態(tài)更新！
上海天文館
上海天文館項目位于浦東新區(qū)臨港新城臨港大道與環(huán)湖北三路口，是目前全球建筑面積最大的天文館，這一超級建筑，未來建成后將代表中國成為新的世界之最。
總體而言，本工程鋼結(jié)構(gòu)形式多樣，面積較大，檁條、檁拖塊定位難度高。對于鋼結(jié)構(gòu)整體(屋面支撐結(jié)構(gòu))精度的控制和單體(屋面板)精度的控制相互影響，相互依存，需在測量施工中逐階段確保測量精度，從而保證整個系統(tǒng)工程的前期設(shè)計修正時效和下料施工安裝的精度，對整個項目的順利有序進行起到了關(guān)鍵的作用。
7.結(jié)語
上海天文館具有教育、研究、收藏、展示、交互等基本功能，以“塑造完整的宇宙觀”為愿景，以“激發(fā)人們的好奇心”為使命，將通過精彩的展示體驗和豐富的教育活動，幫助觀眾完整、清晰、準確地建立起對宇宙的總體認識，鼓勵人們感受星空、分享發(fā)現(xiàn)、理解宇宙、思索未來。全面開放后，上海天文館與上海科技館、上海自然博物館共同構(gòu)成三館合一的大科普格局，讓百姓更加深入了解星辰大海，為中國以后深空探索打下良好基礎(chǔ)。
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