在此背景下,《建筑构造》杂志社特邀该项目的主创团队,环绕建筑、构造、施工等方面全面解码琴台美术馆,供广大读者赏析。

琴台美术馆是国内外首个地景式繁芜双曲面净水混凝土建筑,也是海内净水混凝土利用面积最大的单体民用建筑。
由于剪力墙数量浩瀚,设备管线及举动步伐与构造交互关系错综繁芜,各专业的合营事情量和设计难度远超常规工程,项目施工过程中采取了多项创新性技能,以确保净水混凝土效果和构造安全。

双曲面建筑设计名称是 施工技术

鸟瞰效果图 ©大舍建筑

琴台美术馆雪景

创新成果

一、大面积繁芜双曲面构造净水混凝土制配及运用

创新成果:双曲面壳体净水混凝土制配

通过合营比试验来研究各合营比成分对双曲面饰面净水混凝土的匀质性的影响,经由对各种合营比的双曲面饰面净水混凝土的施工性能的比较,及成型后试块表面气泡和颜色的比较,通过匀质性研究、抗裂性能及耐久性试验,终极确定施工性能比较得当的双曲面净水饰面混凝土合营比。

通过截取工程范例部位的双曲面屋盖构造制作尺寸18m×10m的1∶1实体样板模型,样板元素包含2片支撑屋盖的竖向净水混凝土墙体,屋盖包含实心板及密肋梁两种构造形式。

实体样板照片

实体样板验收

二、地景式繁芜双曲面建筑测绘放样关键技能

创新成果一:基于参数化模型数据采集关键技能

基于屋盖Rhino模型及参数化编程插件Grasshopper,通过电池组文件编程,实现逻辑运算、天生所需网格节点空间坐标,再利用电池组文件对节点进行编号、排序,末了导出屋盖顶面和底面的节点数据文件,用于辅导现场施工。
双曲面壳体的网格化既考虑了密肋支配又考虑施工满堂架立杆间距哀求,屋盖底面的节点数据编号与满堂架立杆编号逐一对应,确保屋盖曲面放样准确。

Grasshopper电池组文件编程

钢管架立杆排版图

创新成果二:密集点群自动放样关键技能

通过丈量机器人放样施工,丈量职员可将屋盖三维模型提取后的数据(达4万多个)可直接快速用于现场不规则密集等高线的放样事情。
丈量机器人配置手簿与棱镜,通过无线连接蓝牙,利用丈量机器与手簿信息互动实现一人一机完成单人放样事情。
丈量操作方便快捷,自动存储放样数据,同时可导出生成放样报告,当前点放样标识完自动跳转下一个放样点,实现放样丈量效率大大提高,现场放样事情出色高效完成,且可自动分区分批进行坐标复验。

等高线放样数据录入

异形等高线构造空间模型建立

屋面等高线成型图片

三、地景式繁芜双曲面净水混凝土建筑施工关键技能

创新成果一:繁芜双曲面净水混凝土壳体构造施工关键技能

基于本工程双曲面净水混凝土屋盖构造净空大、板厚大、标高不规则以及成型质量哀求高的四个特点,搭建了高达20m及以上的贝雷架式硬质施工平台,其上再搭设扣件式钢管满堂架,知足工程曲面形态及标高掌握哀求。
该施工方案可大幅降落满堂架搭设高度,立杆间距可相应放大,纵横向间距700mm即可知足哀求,整套施工支撑架体系可知足施工承载力、刚度及稳定性哀求,既担保了施工安全又提高了施工效率。

综合运用BIM技能对贝雷架体系进行精准排版,避免建筑内繁芜的墙柱体系发生冲突。
通过在屋盖顶部预埋吊钩的办法办理架体室内拆除的问题。

贝雷架支撑体系方案设计

BIM模型精准排版

BIM模型精准排版

安全验算

双曲面屋盖采取的背楞体系既要知足双曲面造型的哀求,又要担保施工效率和掌握施人为料自重,因此体系的固定和连接办法不能采取大量焊接。
为此,设计了一种现场定制弧形双钢管+变截面方木+净水木模板的模板体系。
通过BIM模型天生对应每一根立杆位置的板底标高打算立杆顶托高度,调节完成后采取48.3mm×3.6mm普通双钢管波折与顶托贴合置于顶托之上,按照以直代曲的思路利用短方木通过钢丝固定于钢管,因不规则区域导致方木在顶托搭接处会形成错台,可以通过现场制作变截面方木,方形变为梯形,以担保曲面的自然平顺。

采取现场定制弧形双钢管+现场定制弧形方木+木模板体系,该方案施工效率高,本钱及工期可控,成型效果可知足净水混凝土天花的不雅观感哀求。

实心板区域模板大样

密肋梁区域模板大样

构造封顶

贝雷架室内拆除

创新成果二:内置管线的空腔净水混凝土墙体施工关键技能

本工程采取了内置设备管线的空腔墙体设计,且空腔墙体净空小,基于以下施工技能难点:内侧模板无加固空间、无拆除空间和风管安装困难,研发了一种可单侧加固的一体化模板技能,由固定螺母+钢框+模板构成的一体化定制模板,该模板体系可在外侧完成空腔单墙的加固及拆除。
通过角钢与方钢作为次楞焊接,将模板与角钢、方钢用螺丝连接成整体,两根8#槽钢作为主楞与方钢焊接,垫片与槽钢焊接,在垫片上穿孔,螺母与垫片焊接一体,螺杆由通过固定螺母从外侧拧入完成加固,拧出可完成拆除。

一体化模板设计图

一体化内侧模板节点图

空腔墙施工工序:先将空腔双墙的一侧单墙连同约束柱施工完成,末了利用一体化定制模板在外侧完成另一侧侧单墙封闭,浇筑完成后,螺杆从外侧取出,内侧模板通过塔吊从上部吊出。
结合定制一体化模板可实现空腔墙施工完成后能实现模板方便拆除,风管顺利安装。

空腔墙实拍

创新成果三:异形净水混凝土柱帽施工关键技能

为了战胜现有技能中圆柱异型变截面柱帽构造施工困难、本钱高和施工效率低的技能毛病。
发明一种用于喇叭花式变截面异型圆柱帽构造的加固模板体系,战胜现有技能中圆柱异型变截面柱帽构造施工困难、本钱高和施工效率低的技能毛病,达到异形净水混凝土柱帽效果。
该技能模板构造大略、施工方便,可现场制作,且可以周转利用,降落施工本钱,知足了变截面异型圆柱帽构造的施工哀求。

异形柱帽加固体系立面图

异形柱帽加固体系平面图

现场成型照片

现场成型照片

履行效果

履行效果

项目信息

业主:武汉城市培植集团有限公司

培植地点:武汉汉阳区月湖西北片

设计单位:中信建筑设计研究总院有限公司

互助设计单位:上海大舍建筑设计事务所

施工单位:中建三局集团有限公司

建筑设计团队:叶炜、蔡晓鹏、邹淄旻、张晓

构造设计团队:温四清、王新、何小辉、金波

给排水设计团队:刘斌、谢家锋、丁兴辉

电气设计团队:孙雁波、张俊华、彭威

暖通设计团队:昌爱文、刘付伟、卢涛

幕墙设计团队:陶志雄、阎波

数字化团队:王胜明、周家俊、刘玲红

总建筑面积:约4.3万m2

设计韶光:2017 年 4 月— 2018 年 8 月

图片来源:除特殊注明外,别的图片或视频均由作者单位(中建三局总承包公司)供应。

供稿人:范立,中建三局琴台美术馆项目技能卖力人。

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《建筑构造》杂志是海内构造设计专业影响力最大的杂志,创刊于1971年,从属于中国建筑设计研究院,历届核心期刊评比中均名列前茅。
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