来源：钢构地图（id:SSBIM18)

作者：左权胜，周鹏洋等

温州科技馆位于温州市城市中心区世纪广场南侧，占地26061平方米，是浙江省重点建设工程，其钢结构工程部分由杭州大地网架制造有限公司设计制作安装，现已基本竣工。下面照片所示的是正在建设中的温州科技馆，钢结构部分主要由五个单体组成：动感电影厅球形网壳，南展厅网架，北展厅管桁架，标志塔，中廊管桁架。

动感电影厅为直径35米的双层球形网壳，壳厚度为1.4米,螺栓球节点，与中廊通过玻璃采光连廊相连，连廊的主要承重构件为蜂窝梁。

南展厅为常规的平板网架，也是螺栓球节点，屋面多坡是通过调整网架上弦标高形成，最大跨度有45米，下面照片为从标志塔看过去的南展厅网架。

北展厅主结构为常用的倒三角形截面的空间管桁架，由于平面的不规则和立面的倾斜效果的要求，使得每榀管桁架都不相同，在尺寸定位上造成一定的难度。下面照片为正在施工中的北展厅主桁架。

南北展厅四周是具有现代气息的柱廊，然而温州科技馆五个单体建筑中最能体现现代钢结构特色的应属标志塔和中廊管桁架。

标志塔穿过南展厅屋面，其底部标高与南展厅网架下弦标高一致。塔高44.366米，投影平面为4×4米，如图所示，主要承重构件为4根D711的圆管，中间为空间钢管桁架，D711钢管在与桁架连接处加钢板箍，形成竹节装饰样式，其最具特色之处是节点的精致，如中间管桁架交叉腹杆连接节点是由锥头过渡汇交于钢球，中间管桁架与D711圆管连接通过一个个小肩梁，肩梁的截面为哑铃形，而装饰竹节正好位于哑铃截面的细腰部，非常完美，如图所示。其结构分析采用SAP2000软件，构件的设计用自己编制的程序完成。

中廊管桁架是五个单体中最为突出的建筑，其顶部、侧面及悬挑底面维护均采用点式夹胶玻璃，整个结构由21榀两两相对的斜放平面桁架通过纵向两榀空间桁架连成整体，然后每两榀桁架分别通过四根斜杆汇交于两个钢筋混凝土柱头，主桁架立面如图所示，计算模型取结构整体来进行分析，内力分析软件为SAP2000，杆件设计利用自编程序完成，计算模型如图所示。

四周悬挑，而单榀主桁架的端部上下弦杆也”违背”了桁架结构组成原则――稳定的三角形和二力杆单元原则，建筑师需要它们悬挑，这也就意味着这些杆件应作为梁单元考虑。支座节点开始设计为两种方案，一种为四斜杆通过锥头汇交于半球，此节点类型已在国内一些候机厅等大跨结构中采用。另一种方案为四斜杆通过锥头汇交于直立的圆管上。最后采纳的后一种方案。照片如图。

温州科技馆的钢结构工程可以看出一个现象，那就是钢结构工程已从传统的以结构为中心的理念向结构实现建筑造型理念转变，特别在大型的公共设施中尤为明显。与传统钢结构相比，现代钢结构主要有以下特点：

一、 基本构件类型适应美观的要求

传统钢结构在中大跨度中，一般用热轧型钢，如角钢、槽钢、工字钢以及最近常用的H型钢，在一般工业建筑中，这些结构构件常暴露在人们视野中，因此，对工业建筑物的设计，建筑师的目标中，美观成了次要的追求。而这些结构构件在公共建筑中应用时，也往往要采用吊顶等措施将它们隐藏在人们的视线背后。近来，越来越多的结构构件出现在人们的视野中，而这些建筑师所青睐的结构类型主要是管结构，构件主要是圆钢管和方钢管。网架网壳结构的构件主要是圆管。但由于杆件较多，加上过渡节点，视觉感受显得很零乱，因此，有着相贯节点的管桁架结构越来越多的被建筑师采用，科技馆工程中的标志塔、北展厅和中廊都是这种结构，我们知道，桁架结构体系中，杆件主要受拉压，因此圆管截面是常用的形式，但有时为适应建筑师的需要，结构上必须作一些调整。在中廊管桁架中，从结构角度考虑，荷载必须作用在节点上，不能有悬臂构件，但建筑造型要求主桁架的端部必须悬挑，不允许有腹杆，否则会破坏整体效果，因此，我们与建筑师协商，最后采用如图所示的1截面，考虑刚度等问题，将此截面形式延伸了一个节间，并对节点进行了加强。

对于圆管主结构，作为檩条与其连接，在网架结构体系中是在节点位置加支托，檩条搁置于支托上，对于象中廊这样结构暴露的通透式建筑而言，这种连接形式势必影响视觉效果，为了让连接更加流畅，我们采用了如图所示2截面形式的檩条，其圆管部分与主结构的钢管相贯焊接，上部T形板在节点处贯通。随着结构形式的不断变化，将会有越来越多的截面形式出现，作为结构工程师，不应该墨守陈规，只将自己的视线放在已熟知的截面形式上，而应利用建筑师所提出的要求来激发自己的灵感，在结构上予以实现。

二、 现代钢结构的节点

温州科技馆工程所涉及的节点类型很多，网架网壳螺栓球节点、标志塔柱脚连接等属于传统节点，不常用的节点如：南北展厅外围柱廊的斜杆与悬挑屋架的插销连接方式；柱廊支座节点以及中廊管桁架支座节点采用的是上面提到的树状节点；中廊管桁架悬挑的哑铃形截面杆与其它钢管的连接节点等等在此不一一列举。

对钢结构而言，从某种意义上说，节点的设计比构件显得更为重要。传统的节点，考虑安装的方便，螺栓连接比焊接的比重大，但在流畅的管桁架结构中，一般会采用不显眼的焊接，因此，现场的焊接质量控制尤为重要。另外，对节点的设计也提出了新的要求，对于典型的管桁架结构的节点，规范给出了设计公式，但实际工程中所遇到的节点样式往往无章可循，有时只能依赖试验手段，建议有关机构拓展节点研究领域，给节点设计提出指导性建议。

综上所述，现代钢结构由于造型的要求，将会给结构专业提出越来越多的新的课题，我们拭目以待。