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長(zhǎng)沙梅溪湖國(guó)際文化藝術(shù)中心

分類：非線性建筑
作者：
來(lái)源：
發(fā)布時(shí)間：2022-05-23
訪問(wèn)量：0

【概要描述】

長(zhǎng)沙梅溪湖國(guó)際文化藝術(shù)中心

【概要描述】

分類：非線性建筑
作者：
來(lái)源：
發(fā)布時(shí)間：2022-05-23
訪問(wèn)量：0

長(zhǎng)沙梅溪湖航拍全景

項(xiàng)目概況

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長(zhǎng)沙梅溪湖國(guó)際文化藝術(shù)中心是湖南省地標(biāo)性建筑，由英國(guó)的扎哈事務(wù)所擔(dān)綱概念設(shè)計(jì)，北京市建筑設(shè)計(jì)研究院落地設(shè)計(jì)，北京城建集團(tuán)施工總承包。總建筑面積 12.6 萬(wàn)㎡，總投資近20億，通過(guò)5.2萬(wàn)㎡地下室連為一體，地上分為1800 座的大劇場(chǎng)、500 座的多功能小劇場(chǎng)和一個(gè)展廳面積超過(guò) 1 萬(wàn)㎡的當(dāng)代藝術(shù)館。其中：大劇院幕墻總面積約為53262㎡，包括GRC幕墻34230㎡；大劇院GRC數(shù)量約為5142塊，小劇院GRC幕墻面積14000多㎡，數(shù)量約為2221塊?，F(xiàn)已成為湖南省規(guī)模最大、全國(guó)領(lǐng)先、國(guó)際一流的高雅文化藝術(shù)殿堂。

設(shè)計(jì)單位：英國(guó)扎哈·哈迪德建筑事務(wù)所

GRC用量：45900 m²

項(xiàng)目特點(diǎn)：整個(gè)項(xiàng)目由13000多塊異形曲面纖維混凝土幕板組成，每一塊的大小尺寸都不一樣，最大的一塊有35m²以上，重達(dá)一噸。目前屋頂幕墻整體安裝已全部完成，安裝時(shí)須嚴(yán)格按照其編號(hào)順序進(jìn)行拼接，且安裝誤差必須控制在2mm以內(nèi)。項(xiàng)目采用三維可調(diào)的安裝方案，同時(shí)滿足單獨(dú)拆卸的要求，方便維護(hù)，更換。

案例解析：01.立項(xiàng)背景及總體思路 02.主要生產(chǎn)階段 03.成果推廣與應(yīng)用

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本工程建筑外形延續(xù)了行云流水般“扎哈曲線”,造型新穎別致,塑造出了高貴優(yōu)雅的“芙蓉花”造型，是座典型的異形結(jié)構(gòu)建筑。工程結(jié)構(gòu)形式為（鋼）框架-鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)；外圍鋼結(jié)構(gòu)造型奇特，完全由2.2萬(wàn)t彎扭鋼構(gòu)件編制而成；外幕墻約10萬(wàn)㎡，造型迂回曲折，主要由7.4萬(wàn)任意曲面GRC（玻璃纖維增強(qiáng)混凝土）板組成，室內(nèi)精裝區(qū)域由不規(guī)則漸變的雙曲 GRG 拼接而成； “扎哈式”復(fù)雜前衛(wèi)的設(shè)計(jì)背后，是巨大且空前的施工難度。

難度一

任意曲面 11353 塊、高耐久性、裝配式、基于運(yùn)維階段 GRC 幕墻制作安裝，難度史無(wú)前例。

1.由自由曲線生成的 GRC 異形雙曲面板，完全無(wú)任何規(guī)律可循。傳統(tǒng)木模具產(chǎn)品一致性差，人工成本高，效率低，精度低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。

2.大小不一、曲率不同的11353塊GRC板，每塊GRC板與主體結(jié)構(gòu)的連接角度從平面到立面各不相同，一般的標(biāo)準(zhǔn)連接件，無(wú)法滿足工程需要。

3.主體鋼結(jié)構(gòu)與GRC幕墻理論空間只有1m，后期運(yùn)維階段，人員無(wú)法通過(guò)設(shè)置檢修口來(lái)進(jìn)行內(nèi)部管線及防水層的維修，施工面臨瓶頸。

4.為滿足百年建筑高耐久性的要求，本工程選用了密實(shí)度更高、強(qiáng)度顯著優(yōu)于傳統(tǒng)GRC材料的高性能GRC。其粘稠度大、難噴射，傳統(tǒng)方法不能滿足本工程雙曲GRC板成型的要求。

難度二

大體量、大跨度雙曲單層網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)高效、精準(zhǔn)安裝，難度空前。

1.屋面鋼結(jié)構(gòu)為異形雙曲單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)外形尺寸較大且無(wú)結(jié)構(gòu)縫，變化無(wú)規(guī)律。其整體結(jié)構(gòu)的溫度、合攏時(shí)的焊接殘余應(yīng)力等模擬分析十分復(fù)雜，無(wú)相關(guān)技術(shù)及案例可參考。

2.國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)設(shè)計(jì)的大劇場(chǎng)前廳傾斜式豎向承重雙曲單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，南北長(zhǎng)58m，東西寬43m，最大傾斜角度超過(guò)40度，構(gòu)件處于彎、剪、壓、拉及扭等各種力系的共同作用之下，力流的分布異常復(fù)雜，設(shè)計(jì)及施工難度空前絕后。

難度三

全過(guò)程、全壽命周期、協(xié)同集成數(shù)字化施工，國(guó)內(nèi)外沒(méi)有先例。

1.由于工程造型復(fù)雜，涉及各專業(yè)領(lǐng)域多，全專業(yè)BIM深化設(shè)計(jì)、協(xié)同難度大，貫穿全過(guò)程的設(shè)計(jì)和施工的數(shù)字化集成需求大。

2.大小不一、曲率不同的11353塊GRC板，從設(shè)計(jì)、制造、安裝到運(yùn)維，數(shù)據(jù)傳遞必須一一對(duì)應(yīng)，精準(zhǔn)無(wú)誤，研發(fā)針對(duì)幕墻GRC板的信息管理系統(tǒng)迫在眉睫。

難度四

非對(duì)稱弧形曲面觀眾廳聲學(xué)控制，難度巨大。

大劇院觀眾廳為非對(duì)稱弧形體型，其表面設(shè)置了大量流線型內(nèi)凹燈槽，極易形成非均勻聲場(chǎng)從而造成部分區(qū)域聲聚焦或缺少側(cè)向反射聲、頻率吸收不均勻、混響時(shí)間控制難等現(xiàn)象。

總體思路

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1）研發(fā)雙曲GRC幕墻相關(guān)施工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)異形GRC幕墻的高精度、全栓接、可調(diào)節(jié)、可拆卸。

a.發(fā)明一種數(shù)字化雙曲模具生產(chǎn)技術(shù)，對(duì) GRC 模具進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，并結(jié)合數(shù)字化與數(shù)控化的對(duì)接，控制GRC模具的加工精度；

b.研發(fā)一種三維可調(diào)連接與安裝構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)GRC板背負(fù)鋼架與主體結(jié)構(gòu)連接的靈活性；

c.研發(fā)一種可噴射高性能GRC的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度性能混凝土低收縮可噴射；

d.發(fā)明一種幕墻板的安拆裝置，通過(guò)簡(jiǎn)單的操作便可完成 GRC 板的安拆。

2）通過(guò)設(shè)置合攏縫將整個(gè)結(jié)構(gòu)劃分若干個(gè)獨(dú)立體系，分區(qū)域安裝、卸載后，再進(jìn)行整體合攏，以解決大體量雙曲單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的安裝技術(shù)難題。

3）聯(lián)合高校、科研單位開(kāi)發(fā)基于微信平臺(tái)的三維可視化 GRC 信息管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)維的數(shù)據(jù)共享和傳遞。

4）聯(lián)合專業(yè)單位及相關(guān)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室采用多種聲學(xué)計(jì)算軟件及縮尺模型測(cè)算、試驗(yàn)等技術(shù)手段，對(duì)建筑形體、構(gòu)造及材料進(jìn)行整體優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)音質(zhì)與建筑造型的完美結(jié)合。

2014年底設(shè)計(jì)介入梅溪湖，全國(guó)GRC單位共同競(jìng)標(biāo)，本項(xiàng)是目前國(guó)內(nèi)乃至全球最難項(xiàng)目之一，GRC肩負(fù)外墻維護(hù)體系更是設(shè)計(jì)師作品最直觀的表達(dá)，做為面向大眾的國(guó)際文化藝術(shù)中心，業(yè)主要求GRC實(shí)現(xiàn)后期可拆卸化，施工六向調(diào)節(jié)化。確保項(xiàng)目交付后防水及保溫的維修，同行在接觸本項(xiàng)目后陸續(xù)退出，我方通過(guò)三個(gè)月的不斷鉆研終于克服困難，制定了一套滿足本項(xiàng)目10000塊不同板型的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)，可六向調(diào)節(jié)即X\Y\Z三向轉(zhuǎn)動(dòng)、三向正負(fù)移動(dòng)，利用防滑墊片與螺母固定限位，并與同濟(jì)大學(xué)共同進(jìn)行力學(xué)驗(yàn)算確保項(xiàng)目安全性。

GRC轉(zhuǎn)接件安裝

設(shè)計(jì)階段

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我方同扎哈共駐深圳半年時(shí)間，運(yùn)用DP、與Rhinoceros軟件對(duì)建筑模型空間塑造及細(xì)部?jī)?yōu)化處理，并通過(guò)Grasshopper對(duì)后期背附鋼架建模及模具出圖進(jìn)行參數(shù)化編程，采用程序運(yùn)行提高設(shè)計(jì)精度節(jié)約人工與時(shí)間成本，增強(qiáng)了業(yè)主各方對(duì)倍立達(dá)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的信心。

深化加工圖為設(shè)計(jì)最后一個(gè)環(huán)節(jié)，為加強(qiáng)設(shè)計(jì)與加工的銜接，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)全部進(jìn)駐工廠，對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)交底，運(yùn)用全站儀施工打點(diǎn)測(cè)量采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)與電腦模型比對(duì)，確保交付的每一件產(chǎn)品精度控制在3mm范圍以內(nèi)。

生產(chǎn)制作

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GRC模具制作

GRC板塊擺放

開(kāi)發(fā)二維碼系統(tǒng)

GRC施工測(cè)量修正

GRC板塊起吊

GRC板塊吊裝運(yùn)輸

GRC板塊現(xiàn)場(chǎng)吊裝

GRC樣板二次龍骨安裝

GRC樣板現(xiàn)場(chǎng)安裝

GRC板塊可拆卸視

成果推廣與應(yīng)用

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項(xiàng)目首創(chuàng)的大跨度鋼結(jié)構(gòu)分區(qū)安裝與分區(qū)卸載、整體合攏技術(shù)在北京新機(jī)場(chǎng)、青島機(jī)場(chǎng)等工程中應(yīng)用，降低了整體安裝的施工難度，保證了大跨度鋼結(jié)構(gòu)的精確安裝。

項(xiàng)目首次研發(fā)的任意曲面 GRC幕墻制作及安裝技術(shù)在孝感市文化藝術(shù)中心、上虞游泳館等工程中應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了異形 GRC 幕墻的高耐久性、高精度、全栓接、可調(diào)節(jié)、可拆卸。

研究成果解決了工程建設(shè)前所未有的關(guān)鍵技術(shù)難題，為這一史無(wú)前例的“芙蓉花”狀建筑造型順利建成提供了可靠的科學(xué)依據(jù)和技術(shù)保障，完美實(shí)現(xiàn)了建筑意圖，自竣工交付以來(lái)，已舉辦 100 多場(chǎng)大型演出，尤其是成功舉辦了泛珠三角區(qū)域行政長(zhǎng)官論壇，省會(huì)城市市長(zhǎng)高峰論壇等重大政治任務(wù)。被英國(guó)女王伊麗莎白二世評(píng)價(jià)其為中英創(chuàng)意合作的典范。累計(jì)參觀人數(shù)約 200 萬(wàn)次，已成為湖南省，乃至全國(guó)的旅游文化景觀資源。

推動(dòng)行業(yè)進(jìn)步的作用與意義

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1.研究成果確保了本工程的出色建造，為這一史無(wú)前例的“芙蓉花”狀建筑造型順利建成提供了可靠的科學(xué)依據(jù)和技術(shù)保障，完美實(shí)現(xiàn)了建筑意圖，取得了舉世矚目的建設(shè)成就。

2.為解決“大跨度” “非線性”建筑的可建造性，提供了參考借鑒經(jīng)驗(yàn)，整體提升了我國(guó)建筑業(yè)水平。

3. 雙曲GRC 幕墻的高耐久性、高精度、全栓接、可調(diào)節(jié)、可拆卸的實(shí)現(xiàn)，突破了原有GRC幕墻的設(shè)計(jì)瓶頸，樹(shù)立了我國(guó)建筑幕墻發(fā)展新的里程碑。

4. 全壽命周期BIM技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)維的數(shù)據(jù)共享，彰顯了BIM、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)與先進(jìn)建造技術(shù)的有機(jī)融合，體現(xiàn)了建筑業(yè)的創(chuàng)新改革。

5. 研究成果填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外大跨度雙曲單層網(wǎng)殼、雙曲GRC幕墻等相關(guān)領(lǐng)域的空白，獲38項(xiàng)專利、1項(xiàng)軟件著作權(quán)、13項(xiàng)省級(jí)級(jí)工法、5項(xiàng)省部級(jí)科技類、全國(guó)BIM類一等獎(jiǎng)。相關(guān)創(chuàng)新技術(shù)主編湖南省、江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)，參編建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一項(xiàng)，全面推動(dòng)和提升了我國(guó)建筑業(yè)技術(shù)進(jìn)步和總體水平。

公司根據(jù)各個(gè)不同階段需求配備相關(guān)設(shè)計(jì)人員，設(shè)計(jì)師都較年輕化，非常珍惜有這樣一個(gè)項(xiàng)目提升自我能力，面對(duì)項(xiàng)目難點(diǎn)我們研制程序創(chuàng)新節(jié)點(diǎn)，并推翻傳統(tǒng)工藝從設(shè)計(jì)之初到加工制模全部程序化，三維控點(diǎn)影像掃描。為滿足工期要求我們加班加點(diǎn)保證設(shè)計(jì)質(zhì)量與進(jìn)度，向業(yè)主及同行展示了倍立達(dá)鐵軍孜孜不倦奮發(fā)向上的精神。

上一個(gè): 南京青奧中心

下一個(gè): 銀川當(dāng)代美術(shù)館

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