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在我國人們對于太空的探索一直都很關注，前段時間相信很多人都非常關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習到很多的知識。
1、絕美的構思立意
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，建筑設計方案最終由美國Ennead建筑事務所與上海建筑設計院聯(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，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，在設計時還蘊藏著諸多天文學意義的精巧設計，從高空眺望整個建筑，就如一個外星空異體，它的設計靈感來源于三體，分別為地球、月亮和太陽，主體建筑以三個圓形構筑的三體為基本結構，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)依次設有圓洞天窗（詞條“天窗”由行業(yè)大百科提供）、倒轉穹頂以及球幕影院，相互之間處于動態(tài)軌道關系之中，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計，觀眾登上倒置穹頂?shù)淖叩朗悄媳毕蛟O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構模式，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，諸多結構部件也能按照工程師們預先設計好的順序依次發(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、精美的表皮應用
上海天文館的建筑主體結構形式采用混凝土框架、核心筒、鋼結構結構、單層鋁合金網(wǎng)殼等組合結構，構造極其復雜。其中大懸挑結構更是極為罕見，它是由二層雙向桁架結構組成，跨度約61米、屬目前全國最大，平面懸挑最大約有36米，其兩側與鋼骨剪力墻結構體系相連，外側為單排四層桁架立柱和外弧桁架結構,內(nèi)側與相鄰結構的混凝土梁、柱通過預埋件相連，鋼骨剪力墻核心筒作為整個結構的支承結構，支托起了整個大約2000噸左右的主體鋼結構。建筑總用地面積近6萬平方米，總建筑面積近4萬平方米，抗震設防烈度7度，地面粗糙度A類，50年重現(xiàn)期基本風壓（詞條“基本風壓”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)與鋼結構、土建、建筑、機電設計方案存在大量協(xié)調(diào)配合。
4.精致的細部設計
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，力學性能弱于凸球面，需考慮重力變形與風壓作用對施工影響。
玻璃板塊大小較均勻，最大玻璃面積1.86平方米，玻璃附框到鋁結構設計調(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，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技術應用
天文館工程建設中采用全生命周期BIM示范應用，對建筑模型及所攜帶的相關信息進行全方位、多角度、各層次的處理，使得工程建設的設計、施工、運維由傳統(tǒng)的2D向3D轉變，設計和施工水平都顯著提高。
各幕墻系統(tǒng)在設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、弧形面板安裝、連橋底部鋁板封口、入口排水槽設置等進行細致推敲，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)
(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)間預判，同時也為下料、指導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))
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(造型鋁板系統(tǒng))
6.精良測量技術保障
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構控制點坐標，在以上布設的控制網(wǎng)基礎上根據(jù)需要加設幕墻安裝的控制點。
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)布設同時進行。
整體結構設置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構和檁條、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：豎向支撐結構柱腳預埋件定位、結構單元控制點坐標定位、結構單元拼裝完成后撓度的工程測量、結構單元上測量定位、檁條、檁拖安裝控制點測量定位。
全程依次對二次結構的精確定位和基礎軸線的放樣及檢測校正;二次鋼結構垂直度，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、預埋件定位、結構單元上測量、結構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：支撐結構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，因此檁條支撐結構的安裝定位提出了很高的要求。檁條支撐結構安裝采取外控制點投射法進行測量放線，在結構安裝過程中，不僅要控制檁條結構本身的安裝偏差，同時也要考慮到主體結構的偏差。測量工作要保證支撐結構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、支撐結構安裝完成后撓度的工程測量等。
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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，本工程鋼結構形式多樣，面積較大，檁條、檁拖塊定位難度高。對于鋼結構整體(屋面支撐結構)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鍵的作用。
7.結語
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。
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