异形双曲面玻璃的加工采取每片玻璃对应一个钢模具的办法。用网格式空间模形确定玻璃下料尺寸。在模具制作时按网格横线条的曲度将钢管弯曲成形。每隔100mm一根曲形钢管并按网格的竖向线条曲度拼接成空间双曲面模具，并预留出玻璃在烧制过程中回弹尺寸余量，保证玻璃的曲面偏差在±2.5mm之内，外形尺寸偏差在±3mm之内。
经过严格的对加工制作、现场安装每道工序控制，解决了一个又一个的技术难题，一个由360个钢模具加工出来的尺寸各异、形状不同的玻璃马鞍体通道如期建成，完美的达到了建筑效果的要求。
2.2、玻璃旋体 异形幕墙
四个各具特色空间玻璃旋体的共同特点是，在竖向坐标的一系列圆心随着高度的变化在空间不断飘移，每一层玻璃水平分割线的圆心坐标位置各不一样，最大相差3670mm,并由半径不断变化的圆弧在空间组合形成空间弧面。旋体最高为38.5m并高出屋面8.5m,异形玻璃的基本分割为1000mmx1000mm。四个空间玻璃旋体的的玻璃面板组合，都采用了上下玻璃板块对接，左右片错位搭接的方案来实现独特的建筑艺术效果。(如图2.2-a、b、c、d)
1号玻璃旋体的最大直径为24m，最小直径为15.8m，总高度34m。玻璃为上下两点支承，玻璃之间为开缝式，上下玻璃板块对接，左右玻璃板块错位搭接的连接方式，玻璃安装在旋体空间钢结构的外侧。(如图2.2-a、)
2号玻璃旋体的最大直径为25m，最小直径为19.5m，总高度为34m，玻璃为上下两点支承，玻璃之间为开缝式，上下玻璃板块对接，左右玻璃板块错位搭接的连接方式。玻璃板块安装在旋体空间钢结构的内侧。(如图2.2-b)
3号玻璃旋体的截面为大、小两个圆相交，并分为室内、室外两个部分。大圆最大直径18m，小圆最小直径13m，总高度为38.5m;玻璃板块均为四点支承。玻璃板块之间采用了上下玻璃板块对接，左右玻璃板块错位搭接的连接方式，在板块之间打胶处理使之形成闭缝式连接。在室内的玻璃采用钢化夹胶玻璃，室外为中空钢化玻璃。在3号旋体的顶部也就是在屋面的上面设置了点支式斜面玻璃采光顶。(如图2.2-c)
4号旋体的截面随圆形，竖向支承结构和竖向玻璃缝均为螺旋式，旋体总高度为32.8m，玻璃为上下两点支承，玻璃之间为开缝式，上下玻璃板块对接，左右玻璃板块错位搭接的连接方式，玻璃安装在旋体空间钢结构的外侧。(如图2.2-d)
空间玻璃旋体钢结构的设计、施工难点在于结构空间组合的任意性. 共计320根体形各异的钢管需要进行空间三维加工,其中主管为φ159X6mm，次管为120X60X5mm矩形管，结构与玻璃板面是通过不锈钢爪（词条“钢爪”由行业大百科提供）件连接，安装精度要求极高。在6200个玻璃安装点上，每个点的尺寸误差都必须控制在±2mm之内。
在3号旋体玻璃与结构连接节点设计过程中，经过设计人员对多个方案的反复论证，并经多次实验解决了玻璃板块之间采用上下玻璃板块对接，左右玻璃板块错位搭接的连接方式，在板块之间打胶处理使之形成闭缝式连接的特殊双层玻璃点驳接节点也叫“双头连接驳接头”。解决了这一难题，该节点还申请了国家实用新型专利，为这类连接形式找出了路子。(如图2.2-e、f)
为解决技术难题，在设计中根据工程特点发明了新的节点并使用在本工程上：“双头连接驳接头”、“可调式转角支承爪件”、“双层玻璃定位夹”等，都是针对本工程设计的特殊节点。既解决了设计于施工难题又满足了建筑造型的要求。 在结构设计上充分利用先进的结构计算软件建立四个旋体的空间模型，对旋体的每一条杆件（词条“杆件”由行业大百科提供）都进行静力学和动力学的分析.确保结构的安全性。
由于造型的需要在1号、2号、4号玻璃旋体上玻璃板块为上下两点支承，玻璃之间为开缝式，上下玻璃板块对接，左右玻璃板块错位搭接的连接方式来实现整个玻璃旋体的双曲面造型。由于玻璃板块与旋体的空间钢结构的连接是采用在玻璃板块的中部固定的,用玻璃板块的上、下两点来支承板块所受的荷载。这种连接方式虽然能解决了玻璃板块自重和水平荷载的传递。(如图2.2-h、i)
但同时又出现了板块平面外不稳定的问题。为了能在不增加结构连接件的情况下，解决玻璃板块平面外固定的问题，我们专门为该项目设计了玻璃面板卡扣式连接节点，也叫“双层玻璃定位夹”。 (如图2.2-g)
由于该结构体系为空间变化，形体复杂，一方面要保证龙骨结构视觉造型上的艺术性，另一方面还要控制钢结构加工、安装的误差。在结构设计中采用专用3D建模软件，准确确定弦体曲面位置和结构的空间参数，以保证施工图设计和加工工艺的精确度;工厂加工时采用了三维刚性胎模控制、检测几何尺寸保证每根钢管的空间弯曲度;现场安装时将每根钢管的电脑定位座标用全站仪三维空间定位，再用激光经纬仪配合跟踪测量，以确保玻璃安装时准确无误。
在北京天文馆新馆玻璃幕墙和玻璃旋体施工中采用了多项新工艺、新材料、新技术，其难度之大精度之高为国内钢结构和幕墙的设计、安装所不多见的，其中许多地方都打破了常规，为国内幕墙特殊异型钢结构的安装，积累了丰富的经验。
3、结束语
近年来，异形建筑和异形幕墙在国内有了快速的发展，这就为这些特殊幕墙节点的使用提供了一个更大的空间，对幕墙工程师们在幕墙节点设计上提供了一个又一个的新的富有挑战的课题。总结和介绍经过十年考验北京天文新馆项目的节点设计和使用情况，目的在于为今天的幕墙工程师们在异形幕墙的节点设计中提出一个借鉴的方案。
参 考 文 献
[1] 《玻璃幕墙工程技术规范》，中华人民共和行业规范, JGJ102-2003
[2] 王德勤，《北京天文馆新馆幕墙结构相关技术》，铝门窗幕墙论文集，2005
[3] 王德勤，《北京天文馆设计与施工技术》，建筑技术，2005-9期
[4] 王德勤，《异型玻璃幕墙工程施工测量技术探讨》，中国建筑装饰装修，2005
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建设单位：北京天文馆新馆建设工程业主委员会
设计单位：中国航天建筑设计研究院
建 筑 师：吕琢
幕墙形式：双曲面玻璃幕墙
工程概况：位于北京西外大街，采用轻钢结构半
