“两江四堤八林带，火树银花不夜天。”提及武汉“两江四岸”的文化地标，继琴台大剧院、琴台音乐厅之后，在“俞伯牙台”又将诞生一座全新的文化地标——琴台美术馆。
琴台美术馆项目总建筑面积4.3万平方米，其中地上建筑面积约2.08万平方米，地下建筑面积约2.22万平方米。包括古代展厅、现代展厅、当代展厅、特殊展厅等，还设置了公共艺术广场。
建筑功能图
作为国内单体建筑采用清水混凝土建造比例最大的项目，琴台美术馆以全清水混凝土打造，建筑形式复杂多变，空间设计形式多变，挑战多个结构美学极限。项目属于自由双曲面密肋梁清水混凝土壳体屋盖，结构设计在国内外属首例，成型质量要求高。
项目工期紧，需要各工序快速插入，无缝衔接，高品质、高效率完成各项工期节点目标。
01
全清水混凝土建造 唯美高品
琴台美术馆项目为全清水混凝土打造，清水混凝土在业界被称为“混凝土材料中最高级的表达形式” 。
全清水混凝土的建筑设计，要求所有设备管线不能外露，且大部分区域无建筑吊顶，所有影响美感的机电管线必须全部隐身于结构内部。
空腔墙结构设计图
解决方案
一、清水混凝土试配及封样
在保证混凝土初始状态前提下，设定不同胶凝材料用量、外加剂用量、水灰比，进行条件实验，优选最佳配合比，完成设计封样确认。
混凝土试块选样
混凝土试块封样
二、钢框WISA模板一体化工艺
为保证清水混凝土墙面的气泡、光洁度、色差、平整度合格率达到95%以上，背楞材料采用100*40*3毫米方钢+8#双槽钢定制钢框与WISA模板一体化设计，提高模板加固体系的整体刚度。
标准钢框清水模板加工图
钢框一体清水模板实物图
三、清水墙综合深化排版
本工程建筑形式复杂多变，空间设计形式多样。其中，展墙最大高度达到20米，清水混凝土墙面在多个的标高夹层中布置，对清水墙深化排版要求极高。同时要保证蝉缝、螺杆眼、门洞及电气设备末端的整体美观性，项目运用BIM技术进行综合排版。
BIM综合深化排版
四、内置管线空腔双墙施工技术
为保证设备管线全部隐身于结构内部，空腔双墙最小净宽仅400毫米，内置风管等管线，内侧模板无操作空间。项目团队采用可单侧加固及拆除的定型模板加固方案，内侧模板背楞及螺母采用一体化设计。优先施工空腔双墙，模板拆除后上部定位吊装风管。
空腔墙实体图
02
双曲面密肋梁屋盖 复杂高难
工程结构设计为自由双曲面密肋梁+实心板结构形式，同时要求天花为清水混凝土效果，无装饰面层。该设计在国内外均属首例，具有很强的研究意义。
整个屋面面积约2.2万平方米，均为自由双曲面设计。每一块区域的曲率均不一致，形态高低起伏类似山体。因此，建造过程必须精雕细琢。
屋盖结构模型
密肋梁清水混凝土天花效果图
解决方案
一、屋盖结构3D建模
为实现屋盖结构精美多变的艺术造型，项目技术团队选用适合曲面造型的犀牛建模软件结合BIM进行建模，确保了双曲面标高数据精准可靠。
犀牛模型建模
REVIT模型
整体结构模型
二、屋盖典型区域实体样板建模
为保证自由双曲面密肋梁屋盖清水混凝土施工质量，项目运用BIM技术对样板进行建模，截取屋盖密肋梁及实心板交界处典型区域进行1:1实体样板施工。项目采集标高及梁腹板高度数据，采用钢结构网壳背楞+WISA板完成样板施工。
截选屋盖典型区域，样板BIM建模
钢结构网壳背楞体系
密肋梁模板拼装
混凝土浇筑完成
03
工期履约无缝衔接 配合高效
项目总工期不到两年时间，主体阶段、二次结构及装饰阶段施工工期十分紧张，为此，项目要求各专业工序施工快速插入，无缝衔接，协同作战。
解决方案
项目进行全专业BIM建模，梳理各专业穿插工序，保证结构及各专业预埋一次成型，通过贝雷架少支点模板支撑体系的应用，实现地下室砌体工程提前插入，确保各项节点高质量完成。
全专业BIM建模
项目应用实施大空间贝雷架支撑体系，通过BIM进行3D排版，运用MIDAS建模进行有限元分析，优化构件选择，保证架体安全，确保各专业配合高效、无缝衔接。
贝雷架BIM排版
MIDAS有限元分析
04
项目荣誉集锦
近日，琴台美术馆项目QC小组申报的《大跨度双曲面密肋梁清水混凝土壳体结构模版支撑体系研发及应用》在武汉地区建筑业2019年QC成果发布竞赛活动中斩获银奖。
琴台美术馆项目也被武汉总工会授予“工人先锋号”荣誉称号。
长江之畔、汉江之滨，琴台美术馆犹如一席芊芊水袖飘舞在武汉“两江四岸”中央文化艺术区之中。建设者们正在用匠心锻造着它的“钢筋铁骨”，用巧手雕琢着它的“妖娆之姿”。
“予我长袖，我必善舞”，期待这座挑战建筑结构美学的工程绽放盛世芳华。
本期作者：范 立 张 华
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