數字化集成設計 突破傳統建築工藝創新高度

數字化集成設計 突破傳統建築工藝創新高度

11月14日上午,當代佛教建築新地標――普陀山觀音法界舉行開園儀式。其上的建築地標觀音聖壇,更是以結構複雜、設計精巧著稱,諸多新工藝、新材質的創新應用,展示了當代建築技術駕馭複雜工藝的高超水平。

該建築結構複雜,建築外立面包括金屬蓮花瓣、重檐歇山頂鈦瓦屋面、金屬背光藝術構件飾面、雕刻石材飾面等,採用了銅、鋁、鈦、石材、玻璃等多種材質。建設總承包方中建八局介紹,不同分部工程有不同的施工次序,不同材質有不同的構造搭接方式,不同接駁處細部更是收口繁雜、施工處理難度大。此外,外立面表面都是由三維雙曲線、拋物線組成,無規則定位點多達數百個,稍有差錯就會造成裝飾完成面因無法閉合而返工。

爲了克服難題,項目團隊深入剖析系統建造過程中技術和管理的重點與難點,通過整合文旅優勢價值鏈、BIM、VR協同設計、研究傳統工藝的現代化技術,採用逆向掃描、3D打印、數控加工等數字化工藝,並與石材雕刻、石材砌築、金屬加工、金屬安裝進行集成,實現了設計、製作、施工過程的高效可控。

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深入聖壇內部,結構形體爲雙層混凝土斜交鏤空網格,是以軸心對稱的球形旋轉體結構,結構高23.7米、底部直徑60米、上口直徑23米,剖面曲率29種、鏤空網格15種,是國內首個超大空間斜交網格鏤空體混凝土結構,在國際上都鮮有與其難度相當的裝飾化結構。

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須彌山雙層斜交鏤空網格體混凝土結構屬國內罕見,其網殼結構受力複雜,支撐架體搭設難度之大,鏤空網格洞口內壁爲不規則雙曲面,留有槽型複雜線條,無法採用常規模板體系施工,模板定位複雜,精度要求非常高。

“2018年初項目團隊拿到第一張設計方案效果圖的時候,爲其結構形態深深震撼。這個結構比項目團隊以往見到的任何結構都要困難,整個課題僅研究就用時整整1年。”項目團隊介紹,面對此工程難題,多項創新技術措施、參數都需要經過樣板驗證。爲保證須彌山結構的品質和進度,項目團隊在工法穩定後即開始組織樣板實施,組建優質施工團隊,實施三次樣板施工,在前兩次樣板效果失敗的基礎上總結經驗,終於在第三次樣板拆模後,一次性通過驗收。

從2018年7月現場啓動正式施工,到2019年7月須彌山結構全面完成,項目團隊歷經磨難,在投影面積不足3000平方米,高達23.7米的空間內,澆築混凝土3600立方米,綁紮異型曲面鋼筋1300噸,最終實現了“須彌山”結構完美履約,項目科技成果“普陀山觀音聖壇項目關鍵施工技術研究與應用”經鑑定,總體達到國際領先水平,此外項目形成了專利40項(發明20項),省部級工法5項、核心期刊發表論文13篇。(鍾晨寶)

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