門頭造型取自上海市花白玉蘭(如圖1.8)，門頭左右各有兩朵金色玉蘭花，配合連接兩朵玉蘭花的雙曲門拱造型和入口部位的半圓形入口玻璃幕墻，最終形成整體雙曲異形，白色和金色相結(jié)合的入口門頭的藝術(shù)造型。
在板塊劃分過程中，需要綜合考慮以下因素：
2.2.1. 盡可能減少分縫(建筑師要求)
過多的分縫會(huì)削弱建筑造型的整體性。
2.2.2. 滿足鈦金板鍍鈦尺寸的限制要求。
長(zhǎng)三角地區(qū)常規(guī)鍍鈦爐為圓柱形(如圖2.7)，尺寸為1.5米(直徑)*4.5米(長(zhǎng)度)，考慮到板塊固定所需要的構(gòu)造空間，板塊需要滿足外包圓柱輪廓尺寸小于1.2米(直徑)*4米(長(zhǎng)度)。
本項(xiàng)目板塊類型眾多，很多版塊為組合板塊，很難簡(jiǎn)單判斷板塊尺寸是否滿足上述要求，只能通過grasshopper軟件對(duì)板塊進(jìn)行分析(如圖2.8)，對(duì)于超規(guī)格的板塊重新進(jìn)行分格的劃分。
2.2.3. 為了保證轉(zhuǎn)角輪廓線的挺拔，分縫要避開轉(zhuǎn)折線。
轉(zhuǎn)角輪廓線為雙曲線，如果在轉(zhuǎn)折線兩側(cè)做兩塊板，考慮到加工誤差和安裝誤差，現(xiàn)場(chǎng)很難完全拼接到一起，所以最終轉(zhuǎn)角部位全部采用轉(zhuǎn)角一體板設(shè)計(jì)。
根據(jù)板塊所在位置不同，轉(zhuǎn)角一體板由兩塊板或三塊板組成(如圖2.9)。
轉(zhuǎn)角一體板為一個(gè)雙曲面和兩個(gè)單曲面的拼接，對(duì)加工精度的要求很高，最終完工效果線條流暢，挺拔(如圖2.10)。
2.2.4. 分縫要美觀，要與整體雙曲異形的造型契合。
經(jīng)過多輪建筑分格方案的比選，淘汰(如圖2.11)，逐步摸索形成初步分格方案(如圖2.12)，經(jīng)過對(duì)初步分格方案的進(jìn)一步修正，形成最終的分格方案(如圖2.13)。最終選擇了水平方向平切，豎向適應(yīng)形體變化，采用雙曲線劃分，特殊部位進(jìn)行特殊處理，保證分格線的連續(xù)。
根據(jù)以上原則，運(yùn)用BIM軟件對(duì)分格進(jìn)行劃分，最終完成的分格方案滿足板塊加工要求，整體分格線條流暢，與建筑形體完美契合，最終分格圖如圖2.15所示：
分格劃分完成之后，鈦金板板塊有以下四種類型(如圖2.16)，不同類型的板塊對(duì)加工的要求是不同的，需要采用不同的板塊成型工藝。
平面 單曲面 雙曲面 轉(zhuǎn)角一體板
其中轉(zhuǎn)角一體板的加工和安裝是本項(xiàng)目的難點(diǎn)。
3.效果的實(shí)現(xiàn)
要實(shí)現(xiàn)建筑效果，需要進(jìn)行以下因素的確定：
材質(zhì)及表面處理（詞條“表面處理”由行業(yè)大百科提供）的選擇
顏色及拉絲方向
穿孔樣式選擇
板塊接縫設(shè)計(jì)
3.1. 材質(zhì)及表面處理的選擇
建筑效果是金屬感很強(qiáng)的香檳色，針對(duì)該效果的可能實(shí)現(xiàn)方式，我們通過不同材質(zhì)和不同表面處理的樣品來對(duì)實(shí)現(xiàn)的效果進(jìn)行論證。
3.1.1鋁板氟碳噴涂
經(jīng)過鋁板氟碳噴涂（詞條“噴涂”由行業(yè)大百科提供）樣品的制作，發(fā)現(xiàn)氟碳噴涂金屬感弱，不滿足要求(如圖3.1)。
3.1.2鋁板鍍鈦處理
經(jīng)過實(shí)際鋁板樣品的鍍鈦，發(fā)現(xiàn)整體金屬感比氟碳好一些，但仍然達(dá)不到建筑要求，且因?yàn)椴牧匣鶎犹幚淼膯栴}，鋁板鍍鈦膜厚不均勻，在轉(zhuǎn)折等特殊部位存在工藝缺陷(如圖3.2)。
3.1.3不銹鋼板鍍鈦處理
不銹鋼鍍鈦工藝是目前最成熟的鍍鈦工藝，經(jīng)過實(shí)際鍍鈦樣板，滿足建筑要求。(如圖3.3)
3.2. 顏色及拉絲方向
不銹鋼鈦金板是一種很特殊的材料，顏色在不同的角度和不同的光線條件下顏色會(huì)發(fā)生變化，同時(shí)拉絲方向也對(duì)鈦金板的顏色影響很大。
經(jīng)過多次樣品制作(如圖3.4)，最終確定了鈦金板的顏色，為了產(chǎn)生不同的顏色，鈦金板以2米為界，2米以上為橫向拉絲，2米以下為豎向拉絲。
3.3. 穿孔樣式選擇
方案初期，對(duì)于穿孔樣式有多種方案考慮，主要考慮以下四種方式：
大小孔孔大小不一樣，下邊的孔小，上邊的孔大，均勻變化(如圖3.5)。
疏密孔孔徑相同，下邊的孔疏，上邊的孔密，均勻變化(如圖3.6)。
泡沫孔及異性孔(如圖3.7)
均勻孔相同的孔徑，2米以下孔距大，2米以上孔距小(如圖3.8)。
經(jīng)過樣品的制作和BIM開孔的模擬，大小孔和疏密孔很難在20米高度的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)變化的效果，所以最終選擇了均勻孔的方案。
經(jīng)過樣板的制作和到現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際比對(duì)，最終確定開孔方式如下：
孔徑15mm ，2米以下15%穿孔率，2米以上40%穿孔率。
3.4.板塊接縫設(shè)計(jì)
鈦金板拼縫效果關(guān)系到整體建筑的造型，在前提方案論證階段，有開縫(如圖3.9)、開縫+扣條(如圖3.10)、密拼縫(如圖3.11)、橫向6mm豎向3mm(如圖3.12)等四種方案，經(jīng)過最終論證，突出橫向分縫且整體接近密拼效果的橫向6mm豎向3mm方案被最終采用。
最終完工效果如圖3.13所示：
4.鈦金板成型工藝分析
本項(xiàng)目鈦金板包括平板、單曲板、雙曲板、轉(zhuǎn)角一體板等四種類型，加工難度逐步提升，其中轉(zhuǎn)角一體板是將一個(gè)雙曲板與一個(gè)(或兩個(gè))單曲板拼接形成的一體板，是本項(xiàng)目的難點(diǎn)。
一體板的加工組裝流程如下：
不銹鋼卷開平--開孔--校平--拉絲--單曲面、雙曲面成型--氬弧焊拼接--打磨修正--焊接定型方管--鍍鈦--成品保護(hù)
在整個(gè)流程過程中需要重點(diǎn)關(guān)注以下方面
4.1. 開平
不銹鋼卷開平的時(shí)候要將鋼卷首段有瑕疵的鋼板切除，避免有缺陷的鋼板用于工程。
4.2. 開孔
不銹鋼板開孔方式有沖孔和激光切孔兩種方式，沖孔是利用沖頭的力量在沖床上開孔，因?yàn)橥饬Φ淖饔茫瑳_孔會(huì)引起鋼板不平整(如圖4.1)，需要后續(xù)通過校平來消除不平整。
激光切孔是通過激光切割機(jī)(如圖4.2)來成孔，相對(duì)沖孔來說速度會(huì)慢一些，但是產(chǎn)生的變形很小，建議在滿足工期要求的情況下選擇激光切孔。
4.3.拉絲工藝
不銹鋼拉絲有機(jī)械拉絲和手工拉絲兩種，機(jī)械拉絲根據(jù)拉絲機(jī)(如圖4.3)的型號(hào)不同而不同，目前長(zhǎng)三角地區(qū)最大能夠?qū)崿F(xiàn)2.6米寬度的拉絲。
超大板塊的拉絲只能手工通過沙袋拉絲，拉絲效果與機(jī)械拉絲存在差距。
本項(xiàng)目?jī)擅滓陨蠀^(qū)域?yàn)闄M向拉絲，寬度為1米，可以機(jī)械拉絲。2米以下區(qū)域連廊部位為豎向拉絲，存在部分板塊超過2.6米，需采用手工拉絲。
4.4. 單曲面及雙曲面成型工藝
單曲面部分成形方法：(1)、模具成形;(2)、激光切割+多軸輥滾圓成形+數(shù)控折彎成形(如圖4.4)。
雙曲面部分成形方法：液壓拉伸成形+雙曲背筋拼焊
液壓拉伸成形下料工序可使用剪板機(jī)或激光切割機(jī)完成，下料前需完成模型分解(如圖4.5)、坯料展開(如圖4.6)等工作。模型分解是根據(jù)實(shí)際整體模型，將其切割（詞條“切割”由行業(yè)大百科提供）成相對(duì)均勻(統(tǒng)一)規(guī)格的單個(gè)零件并編號(hào)管理。坯料展開則利用三維分析軟件功能將單個(gè)零件模型展開為二維CAD圖形，并在四邊留有工藝余量。成形單元?jiǎng)t使用離散模具通過液壓拉伸成形。成形后將滿足要求的零件轉(zhuǎn)移至檢測(cè)平臺(tái)，檢測(cè)合格的成形單元?jiǎng)t使用切割機(jī)裁邊獲取最終零件。最后通過加強(qiáng)筋實(shí)現(xiàn)零部件型面加固。
4.5. 轉(zhuǎn)角板塊拼接成一體板
轉(zhuǎn)角一體板為空間異形，拼接過程中的精度控制很重要。
根據(jù)BIM模型，自動(dòng)生成相應(yīng)板塊的加工圖(如圖4.7)，加工圖中除了單個(gè)板塊的數(shù)據(jù)，還對(duì)拼接板塊之間的關(guān)系進(jìn)行了注明，方便按照加工圖進(jìn)行板塊的拼接。
拼接之前先通過工具進(jìn)行預(yù)固定，確定構(gòu)造關(guān)系準(zhǔn)確后才通過氬弧焊進(jìn)行拼接(如圖4.8)。
板塊拼接完成后，為了防止板塊在運(yùn)輸中變形，對(duì)超大的板塊在轉(zhuǎn)角部位增加用不銹鋼管支撐龍骨(如圖4.9)。
4.5 板塊折邊、焊邊
為了控制折邊的R角，折邊部位采用兩種方式：
平板：刨槽折邊(如圖4.10)
曲面板（詞條“面板”由行業(yè)大百科提供）：焊邊(如圖4.11)
為了保證強(qiáng)度，刨槽折邊后也需要進(jìn)行焊接，為了減少焊接變形，采用分段氬弧焊，同時(shí)在焊接的過程中進(jìn)行溫度控制。
4.6.鍍鈦
目前鍍鈦工藝包括水鍍和電鍍，其中水鍍?yōu)檩^早的技術(shù)，鍍鈦層的耐久性（詞條“耐久性”由行業(yè)大百科提供）存在問題，而且存在污染，正在被行業(yè)逐步淘汰。
目前成熟的鍍鈦工藝為電鍍工藝，電鍍的鍍鈦爐通常為圓柱體(如圖4.12)。
鍍鈦控制流程如圖4.13所示：
鍍鈦的色差問題是需要重點(diǎn)關(guān)注的問題，不同的鍍鈦爐，相同的鍍鈦爐在不同的批次都會(huì)產(chǎn)生色差，在板塊鍍鈦過程中，通過合理安排產(chǎn)能，將相鄰板塊在同批次進(jìn)行加工，可以減少色差。
5.構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)
本工程的難點(diǎn)在門頭部位，門頭是雙曲異形的造型，為了連接外側(cè)的雙曲裝飾板，老建筑外側(cè)新增了雙曲的鋼龍骨(如圖5.1)。
鋼龍骨整體為雙曲異形，圓管，考慮到主體結(jié)構(gòu)（詞條“主體結(jié)構(gòu)”由行業(yè)大百科提供）的偏差，普通的轉(zhuǎn)接件很難滿足構(gòu)造連接的要求。
經(jīng)過技術(shù)分析，主體鋼架安裝精度可以控制在2厘米之內(nèi)，針對(duì)該誤差，轉(zhuǎn)接系統(tǒng)需要考慮誤差的吸收調(diào)節(jié)。同時(shí)考慮到工期和現(xiàn)場(chǎng)安全，需要盡量減少現(xiàn)場(chǎng)焊接。主體龍骨間距較大，人員可從內(nèi)部進(jìn)行安裝。綜合考慮以上因素，最終方案如圖5.2、5.3所示：
面板通過螺栓（詞條“螺栓”由行業(yè)大百科提供）固定到后側(cè)T性龍骨上，T性龍骨橫向通長(zhǎng)，豎向分段，T型龍骨通過帶抱箍的轉(zhuǎn)接件連接到主龍骨上，轉(zhuǎn)接件設(shè)置長(zhǎng)條孔，配合抱箍的角度調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)三維六向調(diào)節(jié)。
6.BIM全過程數(shù)字化參數(shù)化設(shè)計(jì)
本項(xiàng)目整體為雙曲異型穿孔板，工期緊張，采用普通出圖方式很難實(shí)現(xiàn)，只能借助BIM技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，所以全程數(shù)字化、參數(shù)化設(shè)計(jì)是本項(xiàng)目的指導(dǎo)思想。
在本項(xiàng)目，BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從早期方案階段到后期安裝完成的全過程的運(yùn)用。
6.1.方案階段
BIM模型深度達(dá)到LOD200深度。
6.1.1本項(xiàng)目為改造建筑，是在老的建筑外側(cè)增加一層新的表皮，方案階段需要通過BIM模型將新表皮與老建筑進(jìn)行合模，根據(jù)干涉情況對(duì)表皮進(jìn)行修正(如圖6.1)。
6.1.2通過BIM技術(shù)對(duì)表皮分格進(jìn)行劃分，分格方案確認(rèn)之后以分格方案為基礎(chǔ)，向內(nèi)偏移并進(jìn)行修正后，得到主體龍骨定位線。(如圖6.2)。
6.1.3根據(jù)龍骨定位線進(jìn)行深化，得到最終的主體鋼龍骨。
6.1.4幕墻將最終深化完成的主體鋼龍骨與幕墻表皮進(jìn)行合模，針對(duì)存在的問題對(duì)主體鋼龍骨進(jìn)行修正(如圖6.3)。
6.1.5對(duì)板塊數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定平板、單曲板、雙曲板、轉(zhuǎn)角一體板的具體位置及數(shù)量，對(duì)特殊板塊確定外包輪廓尺寸，為板塊加工提供依據(jù)，提前發(fā)現(xiàn)超規(guī)格板塊并進(jìn)行調(diào)整(如圖6.4)。
6.1.6 在滿足建筑效果的情況下進(jìn)行三次BIM修模，減少加工難度
6.2. 施工圖階段
BIM模型深度達(dá)到LOD400深度(如圖6.5)。
6.2.1本項(xiàng)目為雙曲異形板塊，每個(gè)板塊均布相同，只能通過BIM技術(shù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)做法進(jìn)行深化，將生根牛腿、橫向通長(zhǎng)T型龍骨及豎向T型生根點(diǎn)的位置在模型中表達(dá)清楚，為以后的安裝提供定位依據(jù)(如圖6.6)。
6.2.2本項(xiàng)目為改造建筑，與門洞的收口、地面的收口、坡道的收口、山墻部位的收口等不能按照理論建模，要配合全站儀打點(diǎn)，對(duì)交接部位進(jìn)行輪廓點(diǎn)定位，將定位點(diǎn)的空間坐標(biāo)返到基于相同坐標(biāo)基點(diǎn)的BIM模型中，對(duì)模型進(jìn)行修正。
6.3. 加工圖階段
BIM模型深度達(dá)到LOD500深度。
6.3.1根據(jù)分格縫的劃分將板塊進(jìn)行摳縫處理，為板塊加工圖提供依據(jù)。
6.3.2利用BIM插件按照錯(cuò)位梅花孔布置原則在雙曲板上進(jìn)行排孔(如圖6.7)，排孔原則如下：
保證孔的完整，避免孔出現(xiàn)在分格縫上。
盡可能減少孔到邊的距離
孔為錯(cuò)位梅花孔
6.3.3根據(jù)BIM模型自動(dòng)生成板塊加工圖、T型龍骨加工圖、轉(zhuǎn)接件加工圖
6.3.4雙曲板攤平
將帶穿孔的雙曲板通過軟件攤平為平板，方便根據(jù)平板進(jìn)行沖孔、裁切等加工。
6.4. 施工階段
6.4.1 鋼結(jié)構(gòu)定位及深化
本項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)錯(cuò)綜復(fù)雜，鋼結(jié)構(gòu)施工需要借助BIM來定位(如圖6.8)。
6.4.2為施工安裝提供定位數(shù)據(jù)
根據(jù)BIM模型，基于與施工測(cè)量相同基點(diǎn)的坐標(biāo)系，提供相關(guān)生根坐標(biāo)點(diǎn)(如圖6.9)。
主要提供以下數(shù)據(jù)：
①生根牛腿的定位點(diǎn)
②面板固定用T型鋼龍骨的定位點(diǎn)
③面板交點(diǎn)理論數(shù)據(jù)定位點(diǎn)
6.4.3收邊收口的處理
根據(jù)測(cè)量返尺，修正BIM模型，為理論下單提供依據(jù)(如圖6.10、6.11)。
6.4.4檢驗(yàn)及驗(yàn)收
對(duì)形體關(guān)鍵控制點(diǎn)提取坐標(biāo)數(shù)據(jù)，通過全站儀對(duì)坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行校核，控制形體的偏差。
7.施工安裝
7.1 樣板先行
因?yàn)殁伣鸢鍨榉浅Ｒ?guī)材料，為了對(duì)鈦金板成型工藝及安裝工藝進(jìn)行論證，在項(xiàng)目施工之前在工廠先進(jìn)行多個(gè)工藝樣板的制作(如圖7.1)，工藝樣板滿足要求后再在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)視覺樣板的安裝(如圖7.2)，最后進(jìn)行大面板材的安裝。
7.2 施工方案
本項(xiàng)目整體高度18.5米，屋檐向外懸挑，建筑造型無法通過吊籃進(jìn)行安裝，經(jīng)過施工方案排布，最終確定施工方案如下：
7.2.1前期因?yàn)樾枰M(jìn)行全站儀測(cè)量打點(diǎn)，施工措施不能遮擋視線，最終選擇登高車進(jìn)行施工(如圖7.3)。
7.2.2龍骨安裝完成且復(fù)合滿足精度要求后，進(jìn)行面板的安裝。面板采用滿堂腳手架進(jìn)行安裝(如圖7.4)。
7.3.安裝精度保證措施：
7.3.1安裝過程中對(duì)22000個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量定位(如圖7.5)。
安裝過程中根據(jù)BIM提供的定位點(diǎn)對(duì)牛腿及龍骨的安裝進(jìn)行定位，測(cè)量放線具體流程如下：
以總包單位給出的2個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)（詞條“基準(zhǔn)點(diǎn)”由行業(yè)大百科提供） → 在現(xiàn)場(chǎng)引出兩條基準(zhǔn)軸線及基準(zhǔn)標(biāo)高線 → 正面及連廊均采用此基準(zhǔn)線為測(cè)量主控線 → 從主控線測(cè)量定位外飾面板（詞條“飾面板”由行業(yè)大百科提供）連接件的關(guān)鍵控制點(diǎn) → 從BIM模型上提取連接件外端坐標(biāo)點(diǎn) → 采用角鋼（詞條“角鋼”由行業(yè)大百科提供）(點(diǎn)焊到鋼結(jié)構(gòu)上 )及橫向魚線定位外飾面板連接件的關(guān)鍵控制點(diǎn) → 將加工廠制作成型的鋼龍骨點(diǎn)焊到主體鋼結(jié)構(gòu)上 → 復(fù)核確認(rèn)定位準(zhǔn)確
7.3.2 安裝順序
采用先轉(zhuǎn)角后大面的安裝方式，先難后易，將收口部位設(shè)置在紅線示意的單曲部位(如圖7.6)。
門拱部位與玻璃幕墻存在交接，門拱的精度必須保證，措施如下：
①門拱部位先安裝與玻璃交接的板塊，確保與玻璃交接部位的精度。
②出廠之前在工廠對(duì)門拱部位板塊進(jìn)行預(yù)拼裝(如圖7.7)，保證板塊的加工精度滿足要求。
7.3.3檢測(cè)措施
①就關(guān)鍵控制點(diǎn)對(duì)施工班組及施工員進(jìn)行技術(shù)交底。
②利用曲面靠尺對(duì)曲面部位進(jìn)行檢測(cè)(如圖7.8、7.9)
圖7.8靠尺與曲面板塊貼合，滿足要求 圖7.9靠尺與曲面板塊脫離，不滿足要求
③根據(jù)鈦金板的反光線對(duì)鈦金板的平整度進(jìn)行檢查(如圖7.10、7.11)
8.美觀性能保證措施
8.1主體鋼龍骨及墻面進(jìn)行涂黑處理(如圖8.1)
8.2擋光板
門頭轉(zhuǎn)折到連廊的部位及門頭轉(zhuǎn)折到門拱的部位，存在光線穿過兩道穿孔板透光的問題(如圖8.2)，通過在門頭四個(gè)轉(zhuǎn)折部位設(shè)置擋光用1mm涂黑鋁板進(jìn)行擋光處理(如圖8.2、8.3)。
8.3門頭波浪鋁背板的美觀性能保證措施
波浪鋁背板位于入口玻璃幕墻后側(cè)，大波和小波交替出現(xiàn)，為了保證整體波浪造型的美觀，采用以下措施進(jìn)行處理：
8.3.1 波浪鋁板通過鋁板廠開模進(jìn)行加工，保證加工精度。
8.3.2 加工好的波浪板在工廠進(jìn)行預(yù)拼裝(如圖8.5)，滿足要求后才進(jìn)行噴涂。
8.3.3 為了減少這邊的R角，采用刨槽折邊，同時(shí)在內(nèi)部增加結(jié)構(gòu)膠加強(qiáng)用角片，避免刨槽對(duì)折邊強(qiáng)度的削弱。
8.3.4 波浪板在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行密拼安裝
8.3.5 拼縫部位抹相同顏色的密封膠
9.結(jié)語
作為雙曲異形密拼穿孔鈦金板工程，從方案確認(rèn)到施工完成只用了三個(gè)月時(shí)間，是建筑史上又一個(gè)奇跡。sketchup、犀牛、Grasshopper等三維軟件的運(yùn)用和雙曲面異形鈦金板新的成型工藝以及BIM測(cè)量定位與可調(diào)節(jié)安裝系統(tǒng)等新技術(shù)新工藝的配合，共同造就了國(guó)家會(huì)議中心鈦金板異形幕墻的完美收官。隨著社會(huì)的發(fā)展，會(huì)有更多的新材料運(yùn)用到日益豐富變化的建筑造型中，只有不斷創(chuàng)新，才能適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，取得更大的輝煌。
