公共空間遮風(fēng)擋雨的同時，又能保證明亮的采光。天幕結(jié)構(gòu)完全暴露在建筑空間中，結(jié)構(gòu)形式、拓?fù)潢P(guān)系，及至節(jié)點細(xì)部都會影響建筑效果，結(jié)構(gòu)與建筑、幕墻的一體化設(shè)計非常重要。

網(wǎng)格節(jié)點的設(shè)計難點

自由曲面形態(tài)的天幕，多個桿件匯交的網(wǎng)格節(jié)點的設(shè)計難點在于，兼顧結(jié)構(gòu)力學(xué)性能、施工便利性和建筑美觀三個方面。曲面網(wǎng)格節(jié)點的多桿匯交處，數(shù)量眾多的鋼板幾乎不可能完全對齊，錯邊咬邊問題很常見，這對結(jié)構(gòu)、施工和建筑外觀都有不利的影響。 常見的三角形網(wǎng)格，雖然結(jié)構(gòu)剛度更大，同時能保證幕墻玻璃為平板、減小了幕墻工藝的難度。但三角形網(wǎng)格節(jié)點的構(gòu)件數(shù)量更多，理論上不存在絕對的無扭轉(zhuǎn)節(jié)點四邊形網(wǎng)格的建筑效果更簡潔通透，但解決網(wǎng)格四點共面、擬合復(fù)雜曲面顯然更加困難。即使是無扭轉(zhuǎn)節(jié)點，節(jié)點處構(gòu)件咬邊錯邊也難以避免。由于曲面網(wǎng)格的桿件實際上有寬度和高度而非單線、桿件角度不同、以及結(jié)構(gòu)桿件層和玻璃面板層等構(gòu)造層都有一定厚度，問題變得更加復(fù)雜。無扭轉(zhuǎn)節(jié)點(左)Vs  扭轉(zhuǎn)節(jié)點(右)

總之，在復(fù)雜曲面網(wǎng)格中，節(jié)點設(shè)計需協(xié)調(diào)解決曲面平滑(幕墻表皮、結(jié)構(gòu)上下表面3個表面)、構(gòu)件尺寸均一、焊接難度等多個問題，往往很難同時兼顧。

鑄鋼節(jié)點

2010年上海世博會世博軸共有6個喇叭狀的陽光谷。陽光谷除了承受自身荷載外，還為索膜結(jié)構(gòu)提供支點，受力比較復(fù)雜。 的1號陽光谷上部徑長70~90m，下部徑長12~18m，總高42m，喇叭狀陽光谷內(nèi)側(cè)覆蓋玻璃。

上海世博軸陽光谷

陽光谷為三角形網(wǎng)格，每個節(jié)點有5~8個桿件連接。桿件為方鋼管(桿件長度1.5~3.5米)，大多數(shù)截面尺寸為65x180mm、80x180mm。 陽光谷共有一萬多個節(jié)點，在其中空間關(guān)系最復(fù)雜、受力的位置采用鑄鋼節(jié)點，共573個。鑄鋼節(jié)點的關(guān)鍵在于如何低成本、快速地制作不同的鑄模。 本工程將各不相同的鑄鋼節(jié)點按一定的截面規(guī)格拆解成標(biāo)準(zhǔn)模塊，采用“組合成模工藝”(似活字印類刷？)、熔模精鑄工藝(高密度泡沫)，利用機(jī)器人數(shù)控切割和定位，提高了鑄鋼節(jié)點的精度。桿件與節(jié)點牛腿拼接精確，焊縫外觀不明顯

圖中節(jié)點中心圓形為景觀燈點，小圓管為線管

彎扭牛腿節(jié)點

除了少量鑄鋼節(jié)點以外，陽光谷大多數(shù)節(jié)點采用了牛腿焊接節(jié)點。彎扭牛腿節(jié)點的翼緣板為整片裁切，再把翼緣(蓋板)配合桿件角度精加工彎扭，保證與桿件焊接節(jié)點的順滑過渡。