四百年前，丹麦科学家第谷仰望星空三十年，积累了大量的天文数据，由他的弟子总结成开普勒三定律，这是牛顿提出牛顿力学的重要依据。谁能想到，天天盯着星星看而窥得的行星运动的奥秘，几百年后却成为我们修造高楼大厦、桥梁、飞机、汽车、发射飞船卫星的根本？今天的科学将是明天的技术。从基础科学研究到技术转化需要一代代科学家们的持续努力。

Super-Kamiokande探测器

Super-Kamiokande探测器由一个直径39.3米，高41.4米，装满50,000吨超纯水的不锈钢罐组成。罐壁上安装了约13,000个光电倍增管。探测器位于日本岐阜Hida市Kamioka-mine地下1000米处。

设计要求

1、总体要求：整体双非线性稳定性大于2.5，使用年限30年；

2、材料要求：低本底（低放射性）、兼容性、防止生锈；

3、密封要求：隔绝两种液体；

4、有机玻璃球应力要求：有机玻璃球在长期工况下（主要是运行工况）最大应力不超过3.5MPa，短期工况（如安装、液体灌装、地震等），应力不超过7Ma；

5、不锈钢网壳结构要求：满足双非线性稳定性系数不小于2.5的要求。不锈钢网壳立柱最大拔力小于60吨，网壳避免采用中空型材。

6、有机玻璃和不锈钢网壳间支撑节点要求：网壳与有机玻璃球通过有机玻璃节点和不锈钢支撑杆进行连接，连接节点处材料采用无氧铜或者不锈钢。为保证良好的透光率，支撑节点及其连接杆的总数目不超过600个；支撑节点在球体上的位置分布尽量满足上下对称的要求。

7、有机玻璃球支撑杆杆力大小：长期工况下（标准组合），支撑杆受拉轴力小于9t，支撑杆受压轴力小于15t。

8、方案具有足够的冗余度，分析节点失效后的影响。

9、制作及施工要求：工艺成熟、施工便捷可靠，工期减少。

网格形式：正交四边形；支承位置：赤道下方支承；撑杆分布及数量： 23纬度带30经度带，共590个；撑杆刚度：D85、D60+碟形弹簧；撑杆边界：D85与有机玻璃球铰接与网壳刚接，其余两端铰接；内外液面高差：液闪比水面高4.5米；有机玻璃球壁厚：120mm；有机玻璃球重: 近600 t；不锈钢结构重: 近650 t。

严正声明：本文为北京市建筑设计研究院有限公司复杂结构研究院钢结构所所长秦凯于2018 年6 月13-15日在上海举办的第三届复杂转自：建筑结构-公众号弹塑性分析技术交流会上所做的题为《中科院高能所地下700m深不锈钢网壳中心探测器结构关键技术研究》的精彩报告！未经授权不得转载，违者必究！

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