耗资28亿，扎哈“不可能完成的建筑”开幕！长沙梅溪湖GRC幕墙技术与难点解析
各位设计师
大家好！
这座一直备受大家期待
2012年开始建设至今耗时7年
总耗资将近28亿
一座被称为“不可能完成的建筑”
——梅溪湖国际文化艺术中心
于11月30日开幕
不愧出自建筑女魔头扎哈扎婶之手
光看图就能感受得到现场的震撼！
也自然能想象得到在建造过程中的艰难
到底这个“不可能完成的建筑”
是怎么完成的呢？
重点来啦，小碎步快跟上~
“芙蓉花瓣”与涟漪
扎哈在设计梅溪湖国际文化艺术中心时
设计理念来源梅溪湖旁盛开的芙蓉花
花瓣落入如镜的梅溪湖水面
激起不同形态“涟漪”为概念
打造外观线条优美而流畅的建筑
扎哈标志性的流动性曲线
如银蛇一般弯曲的勾勒出的建筑形体
果真彷如芙蓉花落入梅溪湖中激起的涟漪
一层层扩散
长沙梅溪湖国际文化艺术中心
包含一个当代艺术美术馆（MICA）
一个可容纳1800人的大剧院
及一个多功能大厅（小剧院）
除大剧院之外
该国际文化艺术中心的小剧院
则显得更为灵活机动
该剧场内的500个位置
都是可以随意移动并摆放的
以适应各类活动的不同空间所需
为了迎合了建筑本身的飘逸造型
天花部分采用了线性灯
根据室内动线的走向和造型
宛若芙蓉花上晶莹的水珠
在剧场内奏出一曲悠扬绵软的灯光舞曲
堪比鸟巢的施工难度
由于复杂的空间关系和建筑造型
钢材的弯曲、制作、拼接难度极大
仅单单20吨以上的钢构件
吊装次数就有135次
10吨以上的钢构件吊装次数
更是多达上千次
焊接作业长度即焊缝长度更是长达7万多米
最终耗费钢材2.2万吨
才把“芙蓉花”的“花瓣”还原出来
撑起芙蓉花的巨型钢结构
无论钢架的造型
还是安装精度都需堪比鸟巢
同时它还被称为
“世界最大的芙蓉钢铁花”
史上最复杂GRC幕墙之一
难点一
任意曲面 11353 块、高耐久性、装配式、
基于运维阶段 GRC 幕墙制作安装
难度史无前例
（1）由自由曲线生成的 GRC 异形双曲面板，完全无任何规律可循。传统木模具产品一致性差，人工成本高，效率低，精度低，无法实现大规模生产。
（2）大小不一、曲率不同的11353块GRC板，每块GRC板与主体结构的连接角度从平面到立面各不相同，一般的标准连接件，无法满足工程需要。
（3）主体钢结构与GRC幕墙理论空间只有1m，后期运维阶段，人员无法通过设置检修口来进行内部管线及防水层的维修，施工面临瓶颈。
（4）为满足百年建筑高耐久性的要求，本工程选用了密实度更高、强度显著优于传统GRC材料的高性能GRC。其粘稠度大、难喷射，传统方法不能满足本工程双曲GRC板成型的要求。
难点二
大体量、大跨度双曲单层网壳钢结构
高效、精准安装，难度空前
（1）屋面钢结构为异形双曲单层网壳结构，整体结构外形尺寸较大且无结构缝，变化无规律。其整体结构的温度、合拢时的焊接残余应力等模拟分析十分复杂，无相关技术及案例可参考。
（2）国内外首创设计的大剧场前厅倾斜式竖向承重双曲单层网壳结构，南北长58m，东西宽43m，最大倾斜角度超过40度，构件处于弯、剪、压、拉及扭等各种力系的共同作用之下，力流的分布异常复杂，设计及施工难度空前绝后。
难点三
全过程、全寿命周期、
协同集成数字化施工，国内外没有先例
（1）由于工程造型复杂，涉及各专业领域多，全专业BIM深化设计、协同难度大，贯穿全过程的设计和施工的数字化集成需求大。
（2）大小不一、曲率不同的11353块GRC板，从设计、制造、安装到运维，数据传递必须一一对应，精准无误，研发针对幕墙GRC板的信息管理系统迫在眉睫。
应对方案
分别对应以上3个难点
1. 研发双曲GRC幕墙相关施工技术，实现异形GRC幕墙的高精度、全栓接、可调节、可拆卸。
a.发明一种数字化双曲模具生产技术，对 GRC 模具进行参数化设计，并结合数字化与数控化的对接， 控制GRC模具的加工精度；
b.研发一种三维可调连接与安装构件，实现GRC板背负钢架与主体结构连接的灵活性；
c.研发一种可喷射高性能GRC的设备，实现高强度性能混凝土低收缩可喷射；
d.发明一种幕墙板的安拆装置，通过简单的操作便可完成 GRC 板的安拆。
2. 通过设置合拢缝将整个结构划分若干个独立体系，分区域安装、卸载后，再进行整体合拢，以解决大体量双曲单层网壳结构的安装技术难题。
3. 联合高校、科研单位开发基于微信平台的三维可视化 GRC 信息管理系统，实现设计、制造、安装和运维的数据共享和传递。
作为面向大众的国际文化艺术中心
业主要求GRC实现后期可拆卸化
施工六向调节化
最终制定了一套满足本项目
10000块不同板型的统一标准节点
可六向调节即X\Y\Z三向转动、三向正负移动
利用防滑垫片与螺母固定限位
并与同济大学共同进行力学验算
确保项目安全性
运用DP、与Rhinoceros软件对建筑模型空间塑造及细部优化处理，并通过Grasshopper对后期背附钢架建模及模具出图进行参数化编程，采用程序运行提高设计精度节约人工与时间成本。
深化加工图为设计最后一个环节，设计团队运用全站仪施工打点测量采集现场数据与电脑模型比对，确保每一件产品精度控制在3mm范围以内。
生产制作
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△GRC模具制作
△GRC板块摆放
△开发二维码系统
△GRC施工测量修正
△GRC板块起吊
△GRC板块吊装运输
△GRC板块现场吊装
△GRC样板二次龙骨安装
△GRC样板现场安装
扎哈式复杂前卫的设计背后
是巨大且空前的施工难度
历时七年
这个工程见证了从不可能到可能
为我们留下又一座不朽的经典
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