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摘 要：异形曲面工程日趋常见，如何做到保证效果的同时合理降低劳动成本是工程师考虑的主要问题之一，本方案在海花岛幕墙工程中的运用，使得玻璃板块大量的双曲板块全部转换成平板，降低了玻璃成本。竖向原本多根龙骨，整合成一整根或者两根，极大简化了施工的难易程度，减少了施工周期，直接的推进了方案的设计过程，间接地节约了大量的人力成本和其他成本。同时整体设计过程得到业主的高度认同，保证了各项时间节点，无形地为工程推进作出了贡献，为打造精品工程提供了强有力的后盾。
海花岛位于海南省詹州市的海湾区域，填海面积约8平方公里，规划平面为盛开在海中的三朵花，故取名“海花岛”。文化娱乐城是将四大功能整合成一组水滴状建筑群，其中歌剧院、音乐厅和电影院以空中廊桥相连，独立的KTV作为整个项目的一期工程，目前已经投入施工。整个文化娱乐城幕墙形式主要是底部的框架玻璃幕墙，上部的金属屋面和装饰铝板幕墙以及顶部的光伏幕墙。其中玻璃幕墙整体造型为不规则圆台，还有复杂的彩釉图案。
文化娱乐城整体建筑群
本工程玻璃幕墙造型表皮为一个不规则的倒圆台，根据业主提供的表皮，我们按照翘曲率进行分类，其中翘曲率在0.0～0.1的板块共有1190塊，面积4996平方米，板块面积占总面积35.43%。翘曲率大于0.1的板块共有1495块，面积9103.88平方米，板块面积占总面积64.57%。
翘曲率分析（颜色越深，板块翘曲率越大）
翘曲率大于0.1的板块为双曲板块，如果玻璃全部采用双曲模拟，造价成本根本无法满足要求，且型材等组件均需要采用特殊加工，所以双曲板块的方式基本行不通。为了能顺利施工，并且保证我司造价和加工施工便利，我们采用以工程实施为导向的异型曲面调整方法，对模型进行一系列的调整设计，最终满足各方需求。
解决方案
首先我们根据业主提供的表皮进行翘曲率分类，将翘曲率大的双曲板块利用遗传算法将其拟合成单曲板块，也就是圆柱面。
单曲拟合的条件是让所有板块的四点基本和原来的重合，通过遗传算法中误差分析来判断是否能转换成单曲，剩下的板块按照四点成面形成有比较小翘曲的平板。通过单曲拟合我们解决了双曲板块的问题，转换成造价相对低，加工方式相容易的单曲板块。但是我们再对单曲板块分析的时候，又发现了新的问题。由于单曲板块的剪切方向并不平行于任何一条边，故会造成板块上下左右的边线均为抛物线形式，给型材的加工又造成新的问题，而且由于玻璃分格尺寸较大，厂家单曲加工的设备无法满足这样的板块。综合种种条件的限制又迫使我们尝试别的的思路，全部采用平板去模拟。
将所有板块按照四点成面的方式做成直纹面，然后计算其每个板块的翘曲值。通过板块翘曲值分析，其范围为0.013mm～64.68mm。不过根据咨询厂家的意见，板块的翘曲太大，满足不了冷弯的最大极限。而且我们在模拟方案节点的时候发现整个造型的竖龙骨并不在一条直线上，也就是造型有一点外鼓，竖龙骨间存在扭转角度，横龙骨间也存在扭转，不过由于横龙骨为圆管，没有很大的影响。但是竖向龙骨为方管，此问题无法避免，其不仅存在上下的夹角，也存在左右方向的角度。而且由于外鼓，竖龙骨必须每个分格一根，如果多个分格一根，中间分格点会存在拱高，且拱高数值较大，方案无法满足要求。
为此我们又进行了第三次调整，为了幕墙构造需求和施工便利，我们将模型竖向分格最高点和最低点连直线，然后按照原横向分格进行划分板块，根本上解决外鼓的问题，竖向型材的扭转问题也得到了解决，最后就是分析其翘曲值是否满足玻璃板块冷弯的极限。
我们分析得出翘曲值范围为0.0～47.456mm，同时我们找出翘曲较大的板块中规格最小的尺寸为3.6m*1.7m，我们通过咨询厂家和公司相关专家意见，综合决定翘曲值如果能到达40mm，基本就可以通过冷弯的方式施工。那么剩下的问题就是如何才能使板块的翘曲值全部小于等于40mm。
通过上面的翘曲分析，我们可以清晰的发现翘曲分布在两个端头翘曲值较小，两个肩部翘曲值较大，也就是我们俗称的过渡区域翘曲值较大，其中超过40mm 的翘曲值主要集中在靠右端头附近，主要调整此部分的几条线，即可满足翘曲要求。
根据以往对类似形状的分析经验，产生翘曲的主要原因是两根竖向分格线不在同一平面内，为保证整体造型的效果，同时保证分格依据基本一致，我们采取将竖向分格线两端点按照原分格水平面投影方向前后移动，通过计算整体翘曲来调整移动的距离，按照40mm作为依据，依次将需要调整的竖向分格进行调整，同时需要控制将移动距离不宜过大，最终得出翘曲值在40mm的表皮模型。
最终表皮模型
本套方案的顺利实施，几乎可以作为异形幕墙表皮深化设计的标准流程，其过程可谓一波三折，前后四次的调整解决了造价的需求，解决了方案设计的需求，解决了施工上的需求，同时也满足了加工的需求，为工程的顺利推进起到了不可替代的作用，从另一角度也提高了工程质量。而且根据不同的需求，针对性的构思了不同的解决方式和解决办法，其中不乏许多创造性的想法，给后续工程提供了新的思路和宝贵经验。
（作者单位：武汉凌云建筑装饰工程有限公司）
海花岛位于海南省詹州市的海湾区域，填海面积约8平方公里，规划平面为盛开在海中的三朵花，故取名“海花岛”。文化娱乐城是将四大功能整合成一组水滴状建筑群，其中歌剧院、音乐厅和电影院以空中廊桥相连，独立的KTV作为整个项目的一期工程，目前已经投入施工。整个文化娱乐城幕墙形式主要是底部的框架玻璃幕墙，上部的金属屋面和装饰铝板幕墙以及顶部的光伏幕墙。其中玻璃幕墙整体造型为不规则圆台，还有复杂的彩釉图案。
文化娱乐城整体建筑群
本工程玻璃幕墙造型表皮为一个不规则的倒圆台，根据业主提供的表皮，我们按照翘曲率进行分类，其中翘曲率在0.0～0.1的板块共有1190塊，面积4996平方米，板块面积占总面积35.43%。翘曲率大于0.1的板块共有1495块，面积9103.88平方米，板块面积占总面积64.57%。
翘曲率分析（颜色越深，板块翘曲率越大）
翘曲率大于0.1的板块为双曲板块，如果玻璃全部采用双曲模拟，造价成本根本无法满足要求，且型材等组件均需要采用特殊加工，所以双曲板块的方式基本行不通。为了能顺利施工，并且保证我司造价和加工施工便利，我们采用以工程实施为导向的异型曲面调整方法，对模型进行一系列的调整设计，最终满足各方需求。
解决方案
首先我们根据业主提供的表皮进行翘曲率分类，将翘曲率大的双曲板块利用遗传算法将其拟合成单曲板块，也就是圆柱面。
单曲拟合的条件是让所有板块的四点基本和原来的重合，通过遗传算法中误差分析来判断是否能转换成单曲，剩下的板块按照四点成面形成有比较小翘曲的平板。通过单曲拟合我们解决了双曲板块的问题，转换成造价相对低，加工方式相容易的单曲板块。但是我们再对单曲板块分析的时候，又发现了新的问题。由于单曲板块的剪切方向并不平行于任何一条边，故会造成板块上下左右的边线均为抛物线形式，给型材的加工又造成新的问题，而且由于玻璃分格尺寸较大，厂家单曲加工的设备无法满足这样的板块。综合种种条件的限制又迫使我们尝试别的的思路，全部采用平板去模拟。
将所有板块按照四点成面的方式做成直纹面，然后计算其每个板块的翘曲值。通过板块翘曲值分析，其范围为0.013mm～64.68mm。不过根据咨询厂家的意见，板块的翘曲太大，满足不了冷弯的最大极限。而且我们在模拟方案节点的时候发现整个造型的竖龙骨并不在一条直线上，也就是造型有一点外鼓，竖龙骨间存在扭转角度，横龙骨间也存在扭转，不过由于横龙骨为圆管，没有很大的影响。但是竖向龙骨为方管，此问题无法避免，其不仅存在上下的夹角，也存在左右方向的角度。而且由于外鼓，竖龙骨必须每个分格一根，如果多个分格一根，中间分格点会存在拱高，且拱高数值较大，方案无法满足要求。
为此我们又进行了第三次调整，为了幕墙构造需求和施工便利，我们将模型竖向分格最高点和最低点连直线，然后按照原横向分格进行划分板块，根本上解决外鼓的问题，竖向型材的扭转问题也得到了解决，最后就是分析其翘曲值是否满足玻璃板块冷弯的极限。
我们分析得出翘曲值范围为0.0～47.456mm，同时我们找出翘曲较大的板块中规格最小的尺寸为3.6m*1.7m，我们通过咨询厂家和公司相关专家意见，综合决定翘曲值如果能到达40mm，基本就可以通过冷弯的方式施工。那么剩下的问题就是如何才能使板块的翘曲值全部小于等于40mm。
通过上面的翘曲分析，我们可以清晰的发现翘曲分布在两个端头翘曲值较小，两个肩部翘曲值较大，也就是我们俗称的过渡区域翘曲值较大，其中超过40mm 的翘曲值主要集中在靠右端头附近，主要调整此部分的几条线，即可满足翘曲要求。
根据以往对类似形状的分析经验，产生翘曲的主要原因是两根竖向分格线不在同一平面内，为保证整体造型的效果，同时保证分格依据基本一致，我们采取将竖向分格线两端点按照原分格水平面投影方向前后移动，通过计算整体翘曲来调整移动的距离，按照40mm作为依据，依次将需要调整的竖向分格进行调整，同时需要控制将移动距离不宜过大，最终得出翘曲值在40mm的表皮模型。
最终表皮模型
本套方案的顺利实施，几乎可以作为异形幕墙表皮深化设计的标准流程，其过程可谓一波三折，前后四次的调整解决了造价的需求，解决了方案设计的需求，解决了施工上的需求，同时也满足了加工的需求，为工程的顺利推进起到了不可替代的作用，从另一角度也提高了工程质量。而且根据不同的需求，针对性的构思了不同的解决方式和解决办法，其中不乏许多创造性的想法，给后续工程提供了新的思路和宝贵经验。
（作者单位：武汉凌云建筑装饰工程有限公司）