panda 大家好，如果您还对四川华西建筑设计院有限公司《观筑》：混凝土壳结构设计不太了解，没有关系，今天就由本站为大家分享四川华西建筑设计院有限公司《观筑》：混凝土壳结构设计的知识，包括的问题都会给大家分析到，还望可以解决大家的问题，下面我们就开始吧！
—— 华西设计《观筑》 ——
项目背景
项目背景
美的金道营北京路9号项目A5地块位于昆明市盘龙区，规划建设用地面积52781.32平方米（约79.17亩）。项目东邻北京路延伸段，南邻金星立交桥，西邻盘龙河，北邻金泉社区。项目区位优越，周边已形成良好的交通网络，交通条件十分便利。
本项目售楼部采用新颖的结构形式，打造集营销中心、综合社区会所、社区活动场所于一体的复合功能空间。随着艺术与生活的沉浸式融合，品质生活不再只是表面的，而是有了无形的生活边界。该场馆以建筑、自然、生活、科技、艺术共生的设计原则，打造一座会呼吸的美学体验馆。
摄影版权：建筑翻译家姚力
建筑结构一体化设计
建筑结构一体化设计
02
屋顶清水混凝土内外无饰面，结构充分展现，作为建筑表达的一部分。因此，设计时需要充分考虑建筑结构的一体化设计。建筑师使用Rhino对屋顶进行曲面建模。因此，为了贴合建筑形态并实现快速响应，该结构在规划阶段使用Rhino插件Grasshopper进行结构参数分析和计算。
参数计算模型
Grasshopper是基于Rhinoceros开发的插件程序，其特点是基于可视化节点编程。 “可视化”的好处是设计人员可以利用软件本身提供的各种控件像搭积木一样搭建程序，大大提高了非专业计算机软件开发的结构设计人员的工作效率； “节点风格”将各种程序命令封装成具有一定功能的节点，通过节点之间的关联操作形成具有一定逻辑的脚本流程。这种模块化编程方法强调程序各部分之间的联系。数据关联使结构设计者能够清楚地掌握复杂结构模型各部分之间的相互关系。
壳牌米塞斯应力分布
壳主应力线分布
计算过程中，对结构形式、壳体厚度、支撑条件等进行参数化分析，给出建筑师形态建议，建筑师以此为基准优化形式，从而实现结构与结构之间的交互设计。建筑师和结构工程师。需要指出的是，在这个过程中，由于建筑师和结构工程师在同一个软件平台上进行交互，因此没有数据导入和导出的过程。因此，逻辑写好后，结构可以随着建筑的变化自动改变模型计算并得到结果。大大提高了双方的沟通效率。
结构优化
结构优化
根据建筑方案初步计算结果，薄屋壳中部大跨部分和末端悬挑部分受力较大。如果建筑方案不优化，混凝土外壳厚度会很大，配筋面积也会很大。因此，根据建筑的功能布局和室内效果，优化相应的支撑点。优化后，壳体水平应力明显降低，较大应力主要集中在垂直构件顶部。这部分可以通过局部加厚、密集钢筋的方式来解决。
支撑点优化前支撑点优化后
优化前顶面应力分布优化后顶面应力分布
同时，根据计算结果，对异型柱的形状和壳体的厚度给出了合理的建议。建筑将根据结构建议对造型进行微调，以达到建筑效果和结构效率之间的平衡。
结构计算假设
结构计算假设
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结构屋顶的厚度中部区域厚，檐口区域薄。最厚处约1m，最薄处0.2m。考虑到施工方便，檐口0.3m以下部分采用实心混凝土板；为了贴合建筑形式，减轻混凝土结构的重量，面积大于0.3m的地方采用双层空心肋，肋的形状像“华夫饼”“蛋糕”，上层和下层的厚度下层均为150mm，中间有十字形肋，肋间距1m。不仅能满足大跨度、大悬挑的受力要求，还可利用楼板的空腔敷设设备管道、填充建筑保温材料。
对于应力集中的部位，如竖向构件和支撑的顶部，采用实心混凝土进行加固。计算中采用连续单层壳单元，降低了双层空心楼板分区的质量和刚度，使得单层壳能够准确模拟双层空心楼板的刚度和质量。双层空心壳。
结构计算模型
结构设计使用年限为50年，建筑安全等级为二级，抗震设防烈度为8度，设计地震加速度为0.20g，抗震设防类别为丙类。建设场地类别为甲类。 II、特征周期值为0.45s。下部结构不计入混凝土壳体计算。考虑到下部结构对屋面混凝土壳体的地震放大效应，计算时将上部屋面地震力放大2倍。基本风压为0.3kN/m2（重现期为50年），地面粗糙度类别为B类。考虑混凝土外壳的闭合温度为10~20，温度效应是增加气温升高18，降温21。
结构计算分析
结构计算分析
屋顶混凝土壳体采用SAP2000软件进行计算，抗震分析中考虑扭转耦合效应和双向地震。建立模型时，首先在Rhino中对建筑物屋顶蒙皮和竖向结构蒙皮进行网格划分；然后将网格导入SAP2000中定义为壳单元，对竖向结构与屋顶结构相交处的网格进行耦合；最后，赋予壳单元横截面属性，并施加载荷和约束，最终形成计算模型。
通过结构动力特性分析发现，结构前两阶段为大悬臂和大跨部位的竖向振动，周期分别为0.18s和0.14s，结构刚度较高。
一阶结构动力特性
二阶结构动力特性
在地震力作用下，结构在X方向的横向位移为1.1mm，位移角约为1/4800； Y方向的横向位移为0.63mm，位移角度约为1/7600。屋顶混凝土外壳部分接地形成拱形支撑，并有多处剪力墙支撑，结构具有较高的侧向刚度和良好的抗震性能。
恒主动联合工况下顶板最大位移为14.3mm，位于中顶板外伸部分。挠跨比为1/1045，结构竖向刚度强。
恒主动联合工况下顶板最大位移为14.3mm，位于中顶板外伸部分。挠跨比为1/1045，结构竖向刚度强。
对于薄壳结构，整体稳定性是需要考虑的关键问题，因此采用SAP2000软件进行特征值分析。结构的一阶屈曲模态为长悬挑部分及相关异形柱的屈曲。一阶模态特征值（屈曲载荷系数）为112，满足稳定性要求。
后处理利用SAP2000混凝土壳钢筋计算模块获取混凝土壳顶面和底面X、Y方向的钢筋面积，并据此进行加固。从钢筋云图中可以看出，除顶部竖向构件较大外，顶部钢筋均为结构加固。除一些大跨度的跨中区域外，底部钢筋均为结构加固。
现场施工
现场施工
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结构表达采用三维模型+二维图纸。利用三维模型进行施工方的空间定位，利用二维图纸表达带肋空心板面积、板与墙的配筋、节点方式等，同时给出一个剖面沿X、Y方向每隔1m切割一次，共形成94张详细剖面图，方便设计者判断形式的薄弱点，也方便施工单位进行形式校核。
建筑模板铺设
结构表达采用三维模型+二维图纸。利用三维模型进行施工方的空间定位，利用二维图纸表达带肋空心板面积、板与墙的配筋、节点方式等，同时给出一个剖面沿X、Y方向每隔1m切割一次，共形成94张详细剖面图，方便设计者判断形式的薄弱点，也方便施工单位进行形式校核。
建筑主体采用木模板，通过数字三维建模和数控机床制作而成。异形模块采用木模板建造。组装后进行表面处理，预埋钢筋和管道，浇注清水混凝土，最后拆除模板。整体效果与数字模型相结合。它以三种方式建造：木模板和混凝土。
混凝土浇筑前航拍照片
在施工深化过程中，以设计模型为基准。在Rhino软件平台中使用Grasshopper、lunchbox等相关插件，直接分析点坐标，然后导出CAD图纸和Excel文档。二维平面坐标网格定位点用于定位辅助模板，即背槽。放样和定位。
定型的背面瓦楞详细设计完成后，通过相关软件编辑完成详细的排版和编号，并下达模板加工任务单。然后将图纸线条转换成数控自动加工机加工代码，使用数控自动加工机进行加工，以满足模板的精度。
在钢筋绑扎方面，由于墙内竖向钢筋的空间轨迹无法定位，模板安装后需要将主筋沿着模板轨迹进行弯曲，因此需要在安装完成后进行钢筋绑扎。模板已安装。箍筋的尺寸随着暗柱截面的变化而变化，因此绑扎钢筋的操作空间极小，墙体截面不断变化。箍筋只能在现场实量切割，难以绑扎墙体钢筋。楼板下层钢筋需要根据模板形状变化，需要人工弯曲。
现场钢筋绑扎
在清水配合比方面，施工团队根据其他清水工程的经验和当地混凝土原材料，前期在商品混凝土搅拌站进行了多次清水混凝土配合比试验，以检验清水混凝土配合比的效果。混凝土的性能并确定粗骨料的大概用量。
清水混凝土的配合比必须经过多次试验并由各参与施工方确定，以保证混凝土具有良好的和易性（流动性）、色泽均匀、无离析、泌水，初凝时间控制在8- 10个小时。同时，其外观、质地、色彩、工作性能、力学性能、耐久性等必须满足设计和业主的要求。
结语
结论
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用户评论
终于看到一篇关于混凝土壳结构设计的文章了！我对这个类型结构一直很有兴趣，尤其是在现代建筑中运用效果很惊艳。这篇文章写的思路清晰，图文并茂，介绍得很详细。对想了解混凝土壳结构设计的同学来说非常有帮助。
有6位网友表示赞同！
华西设计院这次的文章做得很细致，从历史发展到工程实例都进行了全面的梳理，很有学术价值。作为一名建筑爱好者，我很欣赏他们对于传统建筑元素的现代化解读和运用。感觉这篇文章不仅是科普文章，也是一种对建筑艺术的探讨。
有18位网友表示赞同！
我目前正在设计一个项目，需要用到混凝土壳结构。这篇《观筑》刚好解决了我的几个技术难题。作者讲解得相当清楚，把复杂的技术概念用通俗易懂的方式表达出来，真是太棒了！
有20位网友表示赞同！
看了这篇文章才知道混凝土壳结构的设计有这么多的讲究。原来仅仅依靠几何形状是不够的，还需要考虑材料特性、施工工艺和环境因素等等。让我对这个类型结构有了更深层次的理解。
有10位网友表示赞同！
这篇《观筑》确实写的很好，把复杂的理论知识结合实例讲解，使得读者更容易理解和接受。不过我觉得文章中对一些高级技术的解释略微不够深入，希望能再补充一些相关信息.
有11位网友表示赞同！
作为一个建筑专业的学生，我对华西设计院的研究成果一直很關注。这篇关于混凝土壳结构的文章给我带来了很多启发，让我看到了混凝土材料的无限可能。我会把这篇文章分享给我的同学们，一起学习和探讨。
有7位网友表示赞同！
我不太明白为什么有些评论都说文章写的很好。我觉得文章的文笔比较平淡，缺乏一些感染力。图示也缺乏创新，感觉像是从其他网站复制粘贴来的。
有17位网友表示赞同！
混凝土壳结构在很多建筑设计中都起到了重要的作用，比如大型体育场、展览馆等。这篇篇文章虽然介绍了很多理论知识，但是我更想了解这种结构的设计案例和具体的应用场景，希望能有更多实用的分享。
有18位网友表示赞同！
我对华西设计院一直很佩服，他们的作品风格独具一格，富有艺术感。这次的《观筑》也让我看到了他们对混凝土壳结构的深度探索和理解。期待他们在未来能够带来更多令人惊叹的设计作品！
有5位网友表示赞同！
我一直觉得混凝土这种材料太过于冰冷单调，没有其他材料的那种优雅和灵动。即使是利用它的独特特性进行复杂的结构设计，我也感觉它依然缺乏艺术性。
有7位网友表示赞同！
这篇文章的例子选得很精彩，很好的展示了混凝土壳结构在建筑设计中的多样性和应用范围。文章还对一些关键技术进行了细致的阐述，对于想要深入了解混凝土壳结构设计的读者来说非常有帮助。
有18位网友表示赞同！
作为一名工程专业学生，我对《观筑》的文章内容很有兴趣。作者把复杂的理论知识用清晰易懂的语言讲解出来，而且结合了很多实例分析，使我能够更深入地理解混凝土壳结构的设计原理和施工技术。希望以后能看到更多华西设计院的作品分享。
有17位网友表示赞同！
这篇《观筑》的文章质量很高，内容全面，图文并茂，很值得一看。对于想了解混凝土壳结构设计的人来说，这篇文章可以算是入门级经典教材了。我希望作者能够继续创作优秀的建筑类文章，让我们了解更多关于建筑设计的知识和智慧。
有11位网友表示赞同！
我认为这篇《观筑》的文章过于注重理论层面，缺乏一些针对实际问题的探讨和解决方案。在实践中，混凝土壳结构设计常常会遇到各种各样的挑战，比如材料抗裂、施工难以及成本控制等等。我希望文章能够更加关注这些现实问题，并提供一些实用性的指导建议。
有14位网友表示赞同！
喜欢华西设计院的作品风格，总觉得他们能把建筑设计的理念融入到艺术之中，形成独特的文化底蕴。这篇关于混凝土壳结构的文章也体现了他们的设计理念，将建筑材料的特性与现代建筑美学完美结合在一起，令人眼前一亮。
有13位网友表示赞同！
我对这个类型的结构设计一直感到好奇,这篇《观筑》文章让我了解了它的设计原理和应用案例，感觉还挺有意思的，以后有机会自己动手尝试一下。
有12位网友表示赞同！