連中三元 丨蘇州中心“未來(lái)之翼”科研成果獲華夏建設科學(xué)技術(shù)一等獎等多項榮譽(yù)
近期，由中億豐建設集團股份有限公司、中衡設計集團股份有限公司、江蘇滬寧鋼機股份有限公司和蘇州金螳螂幕墻有限公司共同承擔的《蘇州中心“未來(lái)之翼”超長(cháng)異形網(wǎng)格結構關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng )新與應用》成果，先后獲評2020年度華夏建設科學(xué)技術(shù)獎一等獎、2020年度江蘇省建設科技創(chuàng )新成果一等獎、2020年度江蘇省土木建筑學(xué)會(huì )土木建筑科技獎一等獎。
集團總工程師張謹作為成果第一完成人，此前參加完成三場(chǎng)專(zhuān)家評審會(huì )，并進(jìn)行項目匯報和答辯，該項目體現的全過(guò)程數字技術(shù)高水準運用，以及設計施工一體化的精準實(shí)現成果，得到各評審組眾多院士、大師、專(zhuān)家的一致好評。
△2020年度華夏建設科學(xué)技術(shù)獎一等獎
△ 住房和城鄉建設廳關(guān)于公布2020年度省建設科技創(chuàng )新成果的通知
△ 2020年度江蘇省土木建筑學(xué)會(huì )·土木建筑科技獎表彰文件
大型地標建筑不僅代表了城市形象，通常也是當地城市建設綜合技術(shù)水平的集中體現。蘇州中心是蘇州的城市地標兼交通樞紐建筑，覆蓋在其內商業(yè)建筑群上的“未來(lái)之翼”是目前世界上最大的整體式自由曲面鋼網(wǎng)格屋面，同時(shí)也是世界上最大的無(wú)縫連接多棟建筑的采光頂之一。整個(gè)結構不設縫，并跨越支承在下部4個(gè)獨立結構單體，展開(kāi)長(cháng)度約630m，展開(kāi)面積約3.5萬(wàn)㎡。屋蓋地塊中軸線(xiàn)有地鐵穿過(guò)，中庭最大跨度達55m。整個(gè)屋面共有超過(guò)一萬(wàn)個(gè)四邊形網(wǎng)格構成，大部分覆有異形彩色玻璃，形如鳳凰彩翼，又若展翅大鵬，盡顯奮起騰飛之勢。“未來(lái)之翼”鋼結構由中衡設計（原蘇州工業(yè)園區設計院）與SBP施萊希工程設計咨詢(xún)（上海）公司聯(lián)合設計完成（詳見(jiàn)相關(guān)鏈接），此前雙方已共同獲多項優(yōu)秀結構設計獎。
該大型自由曲面穹頂設計與建造主要面臨技術(shù)挑戰：（1）結構超長(cháng)不設縫，跨越多個(gè)單體，受各種復雜效應的影響；（2）不同于通常自由曲面采用三點(diǎn)共面的三角形網(wǎng)格，而是以四邊形網(wǎng)格擬合自由曲面形態(tài)，并需保證幕墻的安裝；（3）需克服如運營(yíng)地鐵線(xiàn)等周邊復雜環(huán)境對施工條件的諸多限制；（4）應用于人流密集的大型城市綜合體兼交通樞紐建筑中，在實(shí)現輕盈美觀(guān)地標性的同時(shí)，需確保萬(wàn)無(wú)一失的安全性。而對于此類(lèi)諸多難點(diǎn)，傳統的設計和建造技術(shù)已難以滿(mǎn)足。項目組對項目難點(diǎn)逐個(gè)擊破，完成多項技術(shù)改革創(chuàng )新，實(shí)現了跨階段跨專(zhuān)業(yè)的設計施工一體化，并在全過(guò)程實(shí)現數字化協(xié)同。主要創(chuàng )新點(diǎn)包括：
■ 超長(cháng)異形網(wǎng)格結構的形態(tài)優(yōu)化設計與建造技術(shù)
研發(fā)抗放結合、剛柔相濟的新型結構體系和節點(diǎn)構造技術(shù)，并基于參數化找形分析技術(shù)，實(shí)現最優(yōu)受力的結構形態(tài)，尤其55m跨的無(wú)柱中庭大空間，主要構件僅250mm高。同時(shí)整個(gè)自由曲面實(shí)現近乎均勻的四邊形網(wǎng)格劃分，并控制網(wǎng)格曲率在合理范圍，為采用經(jīng)濟的冷彎玻璃幕墻提供基礎。
■ 超長(cháng)異形網(wǎng)格結構的全方位數字化性能分析技術(shù)
采用全方位的數字化仿真技術(shù)，對結構抗震、抗風(fēng)和排水等進(jìn)行性能設計與優(yōu)化，同時(shí)研發(fā)參數化復雜節點(diǎn)建模優(yōu)化和制圖自動(dòng)化技術(shù)，保證設計與建造之間精準高效的信息對接。
■ 大跨度可調節裝配式鋼桁架移動(dòng)平臺在跨運營(yíng)地鐵區的研究與應用
在跨運營(yíng)地鐵上方首次使用大跨度可調節裝配式鋼桁架移動(dòng)平臺，通過(guò)跨度調節實(shí)現結構自轉換，解決多專(zhuān)業(yè)密集交叉重疊施工對運營(yíng)地鐵的影響。
■ 超長(cháng)單層曲面網(wǎng)格鋼結構全過(guò)程建造技術(shù)研究及應用
基于建造全過(guò)程仿真模擬技術(shù)，解決復雜受力分析難題，優(yōu)化施工安裝順序，通過(guò)“分區建造、分區合攏、分區卸載、變形協(xié)調”的施工技術(shù)，實(shí)現了優(yōu)質(zhì)、安全、高效的建造。
■ 超長(cháng)異形網(wǎng)格結構自由曲面玻璃幕墻數字化適應性分析與建造技術(shù)
研發(fā)50mm超寬膠縫等構造技術(shù)，解決幕墻受主體結構變位的影響；創(chuàng )造性地對平面翹曲值60mm內的玻璃板塊（占總數80% ）采用冷彎工藝實(shí)現自由曲面效果，大大降低造價(jià)。
■ 超長(cháng)異形網(wǎng)格結構自由曲面玻璃幕墻數字化施工技術(shù)
通過(guò)數字激光測繪14.4萬(wàn)個(gè)空間點(diǎn)位，實(shí)現對BIM模型的碰撞檢測和修正；研發(fā)軌道式屋面材料運輸技術(shù)，成功解決高空異形屋面材料搬運、人員周轉等難題。
該項目基于全過(guò)程的數字化協(xié)同，從整體形態(tài)的構筑優(yōu)化，到每塊玻璃的制作安裝，各階段保證了完美的契合度，而最終可以玻璃板在常溫下的自然冷彎實(shí)現這一舒展靈動(dòng)的大型自由曲面穹頂的建造，體現了數字技術(shù)在設計、分析、建造和安裝全過(guò)程運用的高水準和高精度。
項目共形成專(zhuān)利、著(zhù)作、論文、軟件著(zhù)作權和工法等成果40余項，獲各類(lèi)省部級以上獎項10余項。
研究成果有力保證了項目的順利安全實(shí)施，實(shí)現了輕盈的地標特征，自2017年啟用以來(lái)各功能運行情況良好，得到了各方一致好評。同時(shí)，異形結構形態(tài)優(yōu)化設計技術(shù)、數字化性能分析技術(shù)和冷彎玻璃成型工藝技術(shù)等相關(guān)成果在重慶來(lái)福士廣場(chǎng)、蘇州灣文化中心、啟東文體中心、淄博文化中心、吳江綠地（358米）和蘇州太平金融中心等多個(gè)項目中得到推廣應用，取得了良好的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。
此次課題成果獲評多個(gè)獎項，將有利于為鋼結構的更安全廣泛使用提供參考，符合國家大力推廣鋼結構的可持續發(fā)展需求，進(jìn)一步促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)化升級。
