建筑表皮与结构

《建筑表皮与结构》中南大学余勇装饰混凝土应用GRC材料使用讨论之组员：余勇181311011张梓桐181312017夏与溪181312016汪婷181313109目录一概念二实例三特性四发展趋势探讨五特点及实施介绍六技术要点与重点关注七总结概念GRC（GlassfiberReinforcedConcrete），中文名称是玻璃纤维增强混凝土。GRC是一种以耐碱玻璃纤维为增强材料、水泥砂浆为基体材料的纤维水泥复合材料，一种通过造型、纹理、质感与色彩表达设计师想象力的材料。GRC在设计中的应用：1.建筑细部装饰构件（线脚、雕饰等）；2.外立面幕墙挂板；3.园林景观制品（雕塑、假山、小品等）；4.室内；5.其他。石材？金属？木材？混凝土案例中信金陵酒店北京外国语大学图书馆南京青奥会会议中心延庆葡萄博览园邯郸文化艺术中心中信金陵酒店崔凯2.1中信金陵酒店的立面创新特征在于：为达到建筑师需要的仿自然巨石特效，创造了一种新的建筑外墙风格。首次使用GRC材料制作巨石效果作为建筑立面，并满足了降低成本的要求。中信金陵酒店外立面材料：仿石材GRC外墙板中信金陵酒店中信金陵酒店WHYGRC使用传统外墙装饰材料？石材：无法达到建筑效果所需要的巨大尺度，同时，大尺度的石材自重巨大，经济成本较高。金属板材：本案中无法形成融入环境及满足建筑师要求的形态。中信金陵酒店北京外国语大学立面改造崔凯2.2北京外国语大学图书馆立面改造运用多个国家的“图书馆”文字，以不同的字体及镂空方式作为装饰效果，巧妙的在高处和低处分别使用了墙板和垒砌的技术方法。整体透空，肌理独特，较好的表达了建筑师想要的效果。外立面材料：文字样式轻型GRC板北京外国语大学图书馆立面改造北京外国语大学图书馆立面改造北京外国语大学图书馆立面改造北京外国语大学图书馆立面改造WHYGRC使用传统外墙装饰材料？石材：镂空雕刻困难，不可选。金属板材：与加入石渣的GRC混凝土质感相差较大，不是建筑师所设计需求的材料。南京青奥会会议中心ZAHA2.3南京青奥会会议中心建筑形体异常复杂，为充分体现建筑的灵动性和整体感，外墙设计由上万块折板、双曲及单曲面GRC板组成，分格线整体贯通，同时需要严格对应凹形洞口玻璃窗板块分缝。外立面材料：轻型GRC幕墙板南京青奥会会议中心南京青奥会会议中心WHYGRC使用传统外墙装饰材料？石材：可塑性不强，不利于异形体量对外立面材料弯曲、对缝等要求。同时，对本项目而言，石材不能满足巨大的块面划分。金属板材：可塑性较强，但是在较大的块面增加金属板材的加工难度，也会导致后期板块的变形。延庆葡萄博览园STUDIOARCHEA2.4延庆葡萄博览园主场馆外墙采用灰色GRC装饰混凝土板，通过弯曲、透空等手段及质朴、浑厚的材料特征体现了地域文化特色。制品大量采用当地矿山开采中的尾矿、碎石作为原材料，使建筑兼具绿色环保的特质。外立面材料：GRC外墙挂板延庆葡萄博览园延庆葡萄博览园延庆葡萄博览园延庆葡萄博览园延庆葡萄博览园WHYGRC使用传统外墙装饰材料？石材：同样拥有建筑师所要求的朴实质感，却不具有可塑性。无法满足弯曲、镂空以及统一的肌理变化要求。金属板材：可塑性较强，却不具有足融入地块的质朴感，且需面对材料变形等问题。邯郸文化艺术中心北京市建筑设计研究院2.5挂板沿斜方向做凹槽处理，通过不同单色斜度变化，远观具有丰富、斑驳的效果；基底部分采用大量人工刻凿和嵌字处理，使每一块板块间都具有细微的变化，近观更可感受材料的质感。邯郸文化艺术中心外立面材料：GRC镀铜幕墙挂板邯郸文化艺术中心邯郸文化艺术中心邯郸文化艺术中心邯郸文化艺术中心邯郸文化艺术中心WHYGRC使用传统外墙装饰材料？石材：雕刻、加工复杂，材料自重过大，且颜色质感与建筑师要求的效果不符。金属板材：经济成本较高，与GRC相比，在达到相同质感效果的前提下，金属板所花费的经济与加工成本更高，且后期不易维护。特性轻质高强：材料性能优越抗压抗冲击可塑性强：按需浇筑后期加工可能性多施工简便：工厂预制现场装配方便大块面数字化结合多质感异形多肌理预制装配适用·异形3.1通过与异形建筑外表皮数字化模型的结合，可直接把曲面，块面分隔等等信息直接通过电脑制模，并分块浇筑。这样的做法不但块面分割自由，形体把控准确，更重要的是GRC混凝土不易变形，保持外立面效果的耐久性。南京青奥会会议中心广州歌剧院GRC幕墙板石材天津港商业中心外墙装配现场九江文化艺术中心山东肥城文化中心适用·可塑质感3.2由于技术的进步，GRC已不再是简单代替石膏辅助构件。在浇筑过程和后期加工过程中，先通过模具的制作，可以得到多样的形态肌理，再通过预加色粉、石渣，或者后期喷涂、酸镀等手段，使得材料获得无限的可能。邯郸文化艺术中心:仿金属而实际质感已超远金属的材料应用。钱学森图书馆:仿石材却更简单的完成了石材的浮雕效果，形成效果可预先把控。西安大明宫丹凤门:远看是土，近看还是土，实际是混凝土，比土耐侵蚀。适用·预制装配3.3GRC材料的工厂制模预制，配合其超强的可塑性，使得建筑立面构件可在工厂中标准化生产，并且不仅仅局限在小尺度装饰构件，更可生产出单元式预制外墙。适用·延伸应用3.4材料的性质是物理的，但使用时却可以获得超越其物理性质的效果，GRC的可塑性与多样性给设计师带来了更多的可能性，同时也给建筑师对材料的使用提出了选择和应用的新要求。武汉金地意境:由于一些建筑保温的需要，不能简单的湿贴面砖来表现砖砌效果，使用转饰面GRC外挂版可以成为一种解决方法，一般处理方法由种：1.普通GRC版外贴面砖；2.粘土砖排列制模后浇筑在GRC上；3.GRC浇筑时加入陶粒等添加物，结合后期处理作出仿砖效果。（但以上方法现都存在问题，希望大家提供宝贵意见）鄂尔多斯东胜体育场:由于浇筑批次和板块内纹理走向的不同，板块间出现了明显的色差变化，建筑师敏感的发现了这一特性并巧妙的利用这一效果，产生了特有的外立面表情。发展趋势探讨低碳节能维保成本低美观可塑造非线性数字创新快装南京青奥中心——效果图南京青奥中心——效果图南京青奥中心——效果图天津港商业中心——效果图设计单位：CCDI（中建国际）GFRC面积：56000平方从该工程的建筑效果图上看，整个外檐系统均为异形空间构件；其中大部分为双曲面！天津港商业中心——效果图设计单位：东南大学建筑设计院GFRC面积：21000平方九江艺术文化中心九江艺术文化中心九江艺术文化中心上海钱学森图书馆——效果图设计单位：华南理工大学建筑设计研究院GFRC面积：12000平方通过产品纹理疏密和深浅的不同刻画出栩栩如生的人物形象设计利用了犀牛软件里的一个命令—heightfield（灰阶比）山东东平体育馆——效果图设计单位：中国建筑设计研究院GFRC面积：23000平方山东东平体育馆——实景图山东东平体育馆——实景图唐山第三空间——实景图唐山第三空间——实景图呼和浩特青少年活动中心——效果图设计单位：呼和浩特工业大学建筑设计研究院GFRC面积：35000平方呼和浩特青少年活动中心——效果图呼和浩特青少年活动中心呼和浩特青少年活动中心实景图呼和浩特青少年活动中心实景图武汉辛亥革命博物馆——效果图设计单位：武汉市中南建筑设计研究院GFRC面积：29000平方武汉辛亥革命博物馆——效果图设计单位：武汉市中南建筑设计研究院GFRC面积：29000平方武汉辛亥革命博物馆——效果图武汉辛亥革命纪念馆武汉辛亥革命博物馆——效果图武汉辛亥革命纪念馆武汉辛亥革命博物馆——实景图武汉辛亥革命博物馆——实景图澳门威尼斯人酒店——实景图澳门威尼斯人酒店——实景图设计单位：CCDI（中建国际）GFRC面积：52000平方天津港国际邮轮母港天津港国际邮轮母港层间板起吊安装天津港国际邮轮母港天津港国际邮轮母港天津港国际邮轮母港天津港国际邮轮母港北京银河SOHO北京望京SOHO香港白石角高档住宅——实景图大连亿达科技城——效果图设计单位：大连市建筑设计研究院GFRC面积：58000平方大连亿达科技城——效果图大连亿达科技城——效果图鄂尔多斯蒙古族学校这类非线性的、数字思维创作方式，引领了现代建筑的潮流，这种非线性的建筑表皮，绝非仅仅是信息时代人们借助数字技术辅助自身想象力的空穴来风，而是人们跨越几个世纪的追求。这类创意作品是一种模仿自然的、符合人类原始的无意识审美的、符合力学原则的建筑形态，它不是奇、特、怪、异，而是建筑发展到高级形态的标志。特点及实施介绍1.抗弯强度18Mpa，是石材2~3倍，比例极限达到7Mpa。2.质感和色彩丰富。3.轻质、高强可提高建筑施工的速度。4.可塑性强，适合用于非线性现代建筑。5.实际应用的最大尺寸已达到：7.5m*8.0m=60㎡/块。6.抗化学腐蚀较强，耐碱纤维不会像混凝土内的钢筋容易锈蚀。7.耐候性好：适合各种气候环境。8.GRC材料属于A级不燃材料。9.表面可以带有自洁功能。GRC超强的读模能力，能轻易的表达树叶经脉、皮肤纹理，具有超现实的、细腻的表达质感的能力。GRC是一种前卫的技术潮流。作为一种跨界的材料，同时又是一种传统的材料，如同钢铁一样，历史经历很长，但研究从未停止。GRC材料，其任意的展示空间，现有环境，任何材料不可替代。GRC材料，引爆21世纪新热点。不但能使设计师的创作保持现代化的特色，同时也能对历史建筑进行“复古”。伦敦水上运动中心伦敦水上运动中心宁波博物馆——王澍宁波博物馆——王澍宁波博物馆——王澍天津港商业中心——效果图实施介绍天津港商业中心——三维设计犀牛模型实施介绍天津港商业中心——三维设计犀牛模型天津港商业中心——三维板块分割武汉辛亥革命纪念馆碰撞检查将问题在设计阶段解决武汉辛亥革命纪念馆武汉辛亥革命纪念馆4755天津港商业中心——对应的CAD板块尺寸东疆港综合商业中心东立面天津港商业中心——CAD立面GRC的制作流程天津港国际邮轮母港天津港国际邮轮母港技术要点与重点关注1.幕墙设计规范：《建筑幕墙》GB/T21086-2007《建筑幕墙工程技术规范》（上海）DGJ08-56-2012《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-20032.建筑设计规范：《建筑设计防火规范》GB50016-2006《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005《民用建筑热工设计规范》GB50176《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005年版)《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008《民用建筑设计通则》GB50352-2005《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-20083.结构设计规范：《建筑结构荷载规范》GB50009-2012《钢结构设计规范》GB50017-2003《铝合金结构设计规范》GB50429-2007《高层建筑混凝土结构技术规程》JCJ3-2002《混凝土结构设计规范》GB50010-2010《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002《建筑抗震设计规范》——GB50011-2010《建筑结构可靠度设计统一标准》——GB50068-2001☆合理的节点方案以及优化的力学计算，是关键技术要点。1.柔性连接：a.连接点的柔性设计，可以防止面板因热胀冷缩的温度应力不能释放而开裂。b.柔性节点能起到“瞬时弹簧”作用，对地震力能有很好吸收。c.密布的柔性连接，很好的保证了“位移跟随性”。技术要点2.重要预埋件采用镀锌处理，同时用塑料皮套包裹，这样可以缓减水泥对预埋件的腐蚀。3.龙骨进行防腐处理，热镀锌必不可少，易做好板块之间的密封。4.板面进行防护与自洁处理，防止毛细水的渗入而影响表面效果。5.避免现场焊接（现场焊缝是最容易氧化的部分）。6.对关键节点需作详细的力学分析，对重要节点要进行性能测试。柔性锚栓25×4钢板按钢框架GRC的设计理论，此钢板将受轴压力单轴设计压力为:N=5.524×0.55×0.55=1.67KN根据GB50017轴心受压构件的