復雜空間結構建筑造型越來越復雜，結構形式多樣，空間結構不僅追求自重輕，還需結構與建筑的協調統一，只有合適的結構才能很好地適應和表現各類建筑效果。中國是空間結構應用大國，建成的空間結構項目眾多，跨度之大也居世界前列，許多復雜空間結構突破了我國現行相關技術標準與規范的規定，如何保證復雜空間結構建筑的安全性、經濟性、施工可行性和安裝精度等，逐漸引起科研工作者和工程技術人員的廣泛關注。
本書以上海天文館工程案例為背景，對復雜空間結構設計關鍵技術進行梳理和提煉，對復雜空間結構的發展進行總結，針對復雜空間結構建模及計算方法、結構控制指標、抗震性能設計、抗風設計、結構人致振動及舒適度控制、復雜節點設計、混凝土薄殼結構設計進行詳細剖析提煉，重點突出設計難點和解決方法。
目 錄
第 1 章 緒論 ………………………………………………………………… 1
1.1 復雜空間結構發展概況 …………………………………………………… 1
1.2 上海天文館項目 …………………………………………………………… 3
1.2.1 項目背景 …………………………………………………………… 3
1.2.2 設計思路及建筑要求 ……………………………………………… 4
1.3 本書主要研究內容 ………………………………………………………… 10
1.3.1 結構整體設計研究 ………………………………………………… 10
1.3.2 結構舒適度的控制技術研究 ……………………………………… 10
1.3.3 混凝土殼體結構的設計與施工技術研究 ………………………… 10
1.3.4 節點構造設計研究 ………………………………………………… 10
1.3.5 結構風荷載研究 …………………………………………………… 11
第 2 章 復雜空間結構技術研究與工程實踐 ……………………………… 12
2.1 結構整體設計研究 ………………………………………………………… 12
2.1.1 上部結構體系 ……………………………………………………… 12
2.1.2 主要部位結構布置 ………………………………………………… 14
2.2 結構計算分析 ……………………………………………………………… 20
2.2.1 設計計算方法 ……………………………………………………… 20
2.2.2 結構控制指標 ……………………………………………………… 22
2.2.3 結構靜力計算分析結果 …………………………………………… 22
2.2.4 結構抗震性能分析 ………………………………………………… 43
2.3 結構舒適度控制技術研究 ………………………………………………… 50
2.3.1 結構振動控制研究現狀 …………………………………………… 50
2.3.2 TMD 振動控制的研究現狀 ……………………………………… 52
2.3.3 人行荷載的研究現狀 ……………………………………………… 54
2.3.4 人致振動舒適度評價方法 ………………………………………… 56
2.4 天文館結構關鍵部位舒適度計算 ………………………………………… 63
2.4.1 結構在步行激勵下的響應 ………………………………………… 64
2.4.2 TMD 參數設計 …………………………………………………… 67
2.4.3 設置 TMD 后的減震效果 ………………………………………… 68
2.5 本章小結 …………………………………………………………………… 69
第 3 章 混凝土殼體結構設計與施工技術研究 …………………………… 71
3.1 混凝土殼體結構的發展和應用 …………………………………………… 71
3.1.1 混凝土殼體結構的發展 …………………………………………… 71
3.1.2 鋼筋混凝土殼體結構發展的主要障礙 …………………………… 73
3.2 曲面混凝土結構的施工 …………………………………………………… 74
3.2.1 曲面混凝土施工中的難題 ………………………………………… 74
3.2.2 曲面混凝土施工的施工方法 ……………………………………… 74
3.2.3 曲面混凝土施工的分項工程控制 ………………………………… 75
3.3 天文館混凝土殼體結構設計 ……………………………………………… 77
3.3.1 球幕影院區域結構布置 …………………………………………… 77
3.3.2 球幕影院區域結構靜力分析 ……………………………………… 78
3.3.3 球體與混凝土殼體節點連接構造 ………………………………… 82
3.3.4 球幕結構整體穩定性能分析 ……………………………………… 82
3.3.5 多遇地震作用下球幕結構抗震性能分析 ………………………… 82
3.3.6 罕遇地震作用下結構抗震性能分析 ……………………………… 85
3.4 天文館混凝土殼體結構施工技術研究 …………………………………… 91
3.4.1 混凝土曲殼結構設計概況 ………………………………………… 91
3.4.2 工程施工特點和難點 ……………………………………………… 93
3.4.3 殼體結構施工順序 ………………………………………………… 93
3.4.4 殼體施工模板與支撐體系設計 …………………………………… 94
3.4.5 殼體結構施工技術措施 …………………………………………… 96
3.5 本章小結 …………………………………………………………………… 98
第 4 章 節點構造設計研究 ……………………………………………… 100
4.1 節點形式 ………………………………………………………………… 100
4.1.1 根據施工方法劃分 ……………………………………………… 100
4.1.2 復雜空間結構常用節點形式 …………………………………… 101
4.2 節點研究方法 …………………………………………………………… 102
4.2.1 試驗研究 ………………………………………………………… 102
4.2.2 數值模擬 ………………………………………………………… 102
4.2.3 組件法 …………………………………………………………… 103
4.3 節點設計研究 …………………………………………………………… 103
4.3.1 球幕影院球體與混凝土殼體連接節點 ………………………… 103
4.3.2 大懸挑區域弧形桁架相貫節點 ………………………………… 106
4.3.3 弧形桁架與混凝土筒體之間連接節點 ………………………… 112
4.3.4 鋁合金網殼結構桿件連接節點 ………………………………… 116
