前言：

      以天津港國(guó)際郵輪母港的案例介紹GRC在現(xiàn)代建筑中的運(yùn)用

　　天津港國(guó)際郵輪母港的案例

　　在美麗的渤海之濱

　　　　讓建筑成為飄動(dòng)的絲綢！

　　　　在這里我們將打造

　　　　中國(guó)第一個(gè)海上客運(yùn)絲綢之路！

　　　　--天津港國(guó)際郵輪母港  [Page]

　　設(shè)計(jì)和圖紙概念：

　　1. 建筑形體用"數(shù)字建構(gòu)"把創(chuàng)意構(gòu)思使用數(shù)字技術(shù)在電腦中生成建筑形體（采用先進(jìn)的犀牛軟件建構(gòu)）。

　　2. 借助于數(shù)控?cái)?shù)據(jù)或設(shè)備進(jìn)行建筑構(gòu)件的生產(chǎn)及建筑的建造。

　　3. 前者的關(guān)鍵是“生成”，后者的關(guān)鍵是“建造”，兩者均離不開(kāi)數(shù)字技術(shù)。

　　工程概述 ：

　　1. 天津國(guó)際郵輪碼頭工程（客運(yùn)大廈）占地面積13000mm²，建筑面積 60000mm²，局部地下一層，地上局部五層。

　　2. 工程地點(diǎn)：天津市東疆港區(qū)南端

　　3. 建筑師：中建國(guó)際設(shè)計(jì)顧問(wèn)有限公司（CCDI)

　　4. 主體結(jié)構(gòu)形式：鋼結(jié)構(gòu)體系

　　5. 建筑高度：32.745米

　　6. 建筑物耐火等級(jí)：一級(jí)

　　7. 建筑防水等級(jí)為：一級(jí)

　　8. 抗震設(shè)防烈度： 七度

　　9. 幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限：50年

　　11. 建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)：一級(jí)

　　12. 外幕墻GRC面積42400M2 ; 單板規(guī)格：7.2m*4m ; 板塊數(shù)量：約3000件；[Page]

　　單板重量: 1800kg

　　在工程的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中我們需同設(shè)計(jì)師共同考慮的問(wèn)題：

　　1.產(chǎn)品造型能力的設(shè)計(jì)，犀牛模型怎樣轉(zhuǎn)成數(shù)控技術(shù)，完成生產(chǎn)和安裝要求

　　2.屋面1級(jí)防水系統(tǒng)的構(gòu)造設(shè)計(jì)

　　3.防火設(shè)計(jì)

　　4.屋面避雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　5.屋面和層間排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　6.屋面和層間（清潔擦窗）系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　7.屋面和層間表面密封設(shè)計(jì)

　　8. 采光和燈光系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　9. 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)

　　10. 建筑工程抗震設(shè)防和風(fēng)壓設(shè)計(jì)

　　11.安裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　屋面材料組成形式：

　　GRC/熱鍍鋅GRC背負(fù)鋼架/不銹鋼防水槽/屋面固定GRC檁條/屋面支撐梁

　　高分子卷材防水層/90-120mm保溫層/隔蒸氣層

　　0.8mm鍍鋁鋅壓型鋼板/鋼龍骨/主鋼結(jié)構(gòu)

　　GRC板

　　low-E 中空安全玻璃

　　GRC安裝檁條

　　水平向龍骨 H型鋼 100 x 250 mm

　　鋼立柱 D 400 mm

　　通過(guò)數(shù)控技術(shù)對(duì)物體進(jìn)行 三維空間坐標(biāo)標(biāo)注（需做CAD軟件編程）--用于生產(chǎn)和安裝空間定位。

　　天津港工程是否采用GRC材料？  [Page]

　　--需遵循以下標(biāo)準(zhǔn)

　　GRC的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)：

　　《預(yù)制混凝土制品.玻璃纖維增強(qiáng)水泥的工廠(chǎng)生產(chǎn)控制的一般規(guī)則》

　?。˙S) EN 1169-1999

　　《預(yù)制混凝土制品.玻璃纖維增強(qiáng)水泥的試驗(yàn)方法.基質(zhì)堅(jiān)實(shí)度的測(cè)量."坍塌"試驗(yàn)方法》

　　（BS) EN 1170-1-1998

　　《預(yù)制混凝土制品.玻璃纖維增強(qiáng)水泥試驗(yàn)方法.新鮮GRC纖維含量的測(cè)量.沖刷試驗(yàn)》

　　(BS) EN 1170-2-1998

　　《預(yù)制混凝土制品.玻璃纖維增強(qiáng)水泥的測(cè)試方法.噴射的GRC纖維含量測(cè)定》

　　(BS) EN 1170-3-1998

　　《預(yù)制混凝土制品.玻璃纖維增強(qiáng)水泥的測(cè)試方法.測(cè)定抗彎強(qiáng)度.簡(jiǎn)易彎曲試驗(yàn)法》

　　(BS) EN 1170-4-1998

　　《預(yù)制混凝土制品.玻璃纖維增強(qiáng)水泥的測(cè)試方法.測(cè)定抗彎強(qiáng)度.完全彎曲試驗(yàn)法》

　　(BS) EN 1170-5-1998

　　《預(yù)制混凝土制產(chǎn)品.玻璃纖維增強(qiáng)水泥的測(cè)試方法.浸漬時(shí)水吸收性的測(cè)定和干密度的測(cè)定》

　　(BS) EN 1170-6-1998

　　《預(yù)制混凝土制品.玻璃纖維增強(qiáng)水泥的測(cè)試方法.由于濕度引起尺寸變化極限的測(cè)定》

　　(BS) EN 1170-7-1998

　　《玻璃纖維增強(qiáng)水泥外墻板》

　　JC/T1057-2007

　　國(guó)家GRC行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：

　　《玻璃纖維增強(qiáng)水泥外墻板》

　　JC/T1057-2007

　　在我們工程應(yīng)用中，因?yàn)镚RC還未能上升到GB標(biāo)準(zhǔn)，

　　那么根據(jù)規(guī)范要求必須企業(yè)提供高于或等于國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的，企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)報(bào)告。[Page]

　　考慮GRC材料在國(guó)際應(yīng)用的廣泛性，我們?cè)诒竟こ碳夹g(shù)要求中，采用了高于國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的歐標(biāo)（BS）標(biāo)準(zhǔn)。

　　GRC材料比較:

　　二、設(shè)計(jì)依據(jù)及規(guī)范

　　1.計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料

　　1.1 幕墻設(shè)計(jì)規(guī)范：

　　《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》                      GB50429-2007

　　《建筑幕墻》                                GB/T21086-2007

　　《金屬與GRC幕墻工程技術(shù)規(guī)范》              JGJ133-2001

　　1.2建筑設(shè)計(jì)規(guī)范：

　　《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》                GB50045-95(2005年版)

　　《高處作業(yè)吊藍(lán)》                            GB19155-2003

　　《工程網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)規(guī)程》                    JGJ/T121-99

　　《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》                    GB50189-2005

　　《建筑表面用有機(jī)硅防水劑》                  JC/T902-2002

　　《建筑材料放射性核素限量》                  GB6566-2001

　　《建筑防火封堵應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》                CECS154：2003

　　《建筑隔聲評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》                        GB/T50121-2005

　　《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》                        GB50016-2006

　　《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》                      GB50057-94(2000年版)

　　《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》                    GBJ118-88

　　《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》                    GB50176-93

　　《民用建筑設(shè)計(jì)通則》                        GB50352-2005 [Page]

　　1.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所采用的設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)程

　　《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)術(shù)語(yǔ)和符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)》 （GB/T50083-97）

　　《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》 （GB50068-2001）

　　《建筑工程抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)》   （GB50223-2008）

　　《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》2006年版   （GB50009-2001）

　　《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 （GB50017-2003）

　　《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 （GB50011-2001）及2008年局部修訂

　　《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》 （GB50018-2002）

　　《建筑工程設(shè)計(jì)文件編制深度規(guī)定》（2008年版）

　　《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205-2001

　　《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程》JGJ81-2002

　　《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》CECS24：90

　　《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ133-2001

　　3.風(fēng)洞試驗(yàn)初步報(bào)告:

　　天津港國(guó)際郵輪碼頭工程客運(yùn)大廈風(fēng)洞試驗(yàn)初步報(bào)告

　　北京大學(xué)湍流與復(fù)雜系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

　　荷載

　　風(fēng)荷載

　　天津基本風(fēng)壓按100年一遇取:  0.6 Kpa

　　建筑物高度為:                          38.39m

　　陣風(fēng)系數(shù)A類(lèi)粗造度:                1.67

　　高度變化系數(shù) :                         1.52

　　體型系數(shù)按圍護(hù)結(jié)構(gòu)偏安全取: 2.0

　　風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)值為:Fw=0.6×1.67×1.52×2.0=3.0 Kpa

　　屋面風(fēng)荷載

　　根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)，屋面所有比規(guī)范值高的

　　測(cè)點(diǎn)3=5.88 測(cè)點(diǎn)9=3.93 測(cè)點(diǎn)14=3.34 測(cè)點(diǎn)19=3.57 測(cè)點(diǎn)25=3.66 測(cè)點(diǎn)32=4.12

　　測(cè)點(diǎn)4=5.42 測(cè)點(diǎn)10=5.58 測(cè)點(diǎn)15=3.49 測(cè)點(diǎn)20=3.18 測(cè)點(diǎn)26=3.44 測(cè)點(diǎn)38=3.03

　　測(cè)點(diǎn)5=3.34 測(cè)點(diǎn)11=3.05 測(cè)點(diǎn)17=3.20 測(cè)點(diǎn)23=3.25 測(cè)點(diǎn)30=4.43 測(cè)點(diǎn)39=3.35

　　測(cè)點(diǎn)8=4.70 測(cè)點(diǎn)13=3.89 測(cè)點(diǎn)18=3.21 測(cè)點(diǎn)24=3.28 測(cè)點(diǎn)31=4.12 測(cè)點(diǎn)44=3.26 [Page]

　　3.GRC廠(chǎng)家的力學(xué)計(jì)算（摘要）:

　　恒載

　　恒載,GRC 的自重為2000 KG/m3 ，按12mm 面荷載為0.24 Kpa

　　加上鋼材的自重則由程序自動(dòng)考慮。

　　活載

　　檢修活載取1.0 Kpa

　　地震荷載

　　七度抗震設(shè)防烈度

　　Feq=βEαmaxG/A=0.4 GK

　　按15mm GRC+stud frame的面荷載為 20×0.1×0.4=0.8 Kpa

　　荷載分項(xiàng)系數(shù)及荷載組合

　　1.35恒載+.活載(恒載控制)

　　1.2恒載+1.4活載(活載控制)

　　1.35恒載+.活載±1.4風(fēng)載(恒載控制)

　　1.35恒載+.1.3活載±1.4風(fēng)載(活載控制)

　　1.35恒載±1.4風(fēng)載

　　1.2恒載+0.6活載±1.4地震±0.28風(fēng)載

　　鋼框架設(shè)計(jì)的組合參見(jiàn)附件A

　　撓度控制

　　懸挑部分 1/100

　　非懸挑部分 1/200

　　GRC板件計(jì)算

　　屋頂面層計(jì)算：(15mm 厚GRC，面層3mm)

　　設(shè)計(jì)荷載為3.0×1.4+1×1+0.24×1.35=5.524 Kpa

　　按鋼框架的設(shè)計(jì)公式

　　詳見(jiàn)PCI-MNL-128 PCIs recommended practice for GFRC panels

　　板片彎矩為

　　M=0.65 (0.75)=0.65×0.75×5.524×0.5×0.35×0.35/8=0.0206 KN-m

　　截面抗彎系數(shù)為

　　Zprov=600/2×152/6=11250 mm3

　　截面應(yīng)力為

　　σ=M×1e6/Zprov=20600/11250=1.83 N/mm2 < 6 N/mm2 OK!

　　能承受的極限荷載為

　　11250×6×1e-6/(0.65×0.75×0.5×0.35×0.35/8)=18.1 Kpa

　　風(fēng)載極限值為

　　(18.1-1×1-0.24×1.35)/1.4=11.98 Kpa

　　根據(jù)風(fēng)洞統(tǒng)計(jì)的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)顯示。全部能通過(guò)。

　　柔性錨栓25×4鋼板

　　按鋼框架GRC的設(shè)計(jì)理論，此鋼板將受軸壓力  [Page]

　　單軸設(shè)計(jì)壓力為:

　　N=5.524×0.55×0.55=1.67 KN

　　根據(jù)GB 50017軸心受壓構(gòu)件的規(guī)定

　　柔性錨栓的截面性質(zhì):：截面為C類(lèi)截面

　　A=25×4=100 mm2

　　最大有效長(zhǎng)度Lc=0.7×250=175 mm

　　回轉(zhuǎn)半徑ry=0.866

　　有效長(zhǎng)細(xì)比λ=Lc/ry=175/0.866=202

　　穩(wěn)定系數(shù)φ=0.176

　　軸應(yīng)力

　　σ=1.67×1000//0.176/100=95 N/mm2 < 215 N/mm2 OK!

　　能承受的最大軸力為

　　215×100×0.176/1000=3.784 KN

　　換算成風(fēng)壓為

　　Fwm=(3.784/0.55/0.55-1-0.24×1.35)/1.4=8 Kpa

　　根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)顯示。屋頂需要單獨(dú)設(shè)計(jì)的測(cè)點(diǎn)為165，風(fēng)壓為9.34Kpa

　　位于最東南面的檐口位置。層間需要單獨(dú)設(shè)計(jì)的為測(cè)點(diǎn)617,風(fēng)壓為11.06 Ka.

　　M6 ×70螺栓

　　Fs=1.67 KN

　　A=24.3 mm2

　　τ=1.67×1000//24.3=68.7 N/mm2 < 190 N/mm2 OK!

　　能承受的極限風(fēng)壓為

　　(190×24.3/1000/0.5/0.55-1-0.24×1.35)/1.4=11.04 KpaOK!

　　綁定塊的抗剪應(yīng)參見(jiàn)拉拔測(cè)試。經(jīng)驗(yàn)數(shù)值為10 KN左右> 1.67 KN   [Page]

　　下面GRC在現(xiàn)代建筑中的運(yùn)用通過(guò)倍立達(dá)廠(chǎng)家提供的工廠(chǎng)對(duì)大跨度產(chǎn)品,單件板塊

　　(約35m²)的生產(chǎn)短片向大家介紹

　層間板起吊裝運(yùn)

　　工地現(xiàn)場(chǎng)對(duì)大跨度GRC產(chǎn)品, 的吊裝短片

　　                                                                  --倍立達(dá)廠(chǎng)家提供

　　在確定天津港工程采用GRC以前我們參考了一些世界典型的GRC工程案例  [Page]

倫敦金融大廈

　　迪拜工程  [Page]

　　中東阿布扎比工程

沙特工程　

　　新加坡機(jī)場(chǎng)酒店  [Page]

　　新加坡怡豐城

　　"怡豐城"可說(shuō)是本地最具設(shè)計(jì)美感的商場(chǎng)。沿著港灣的白色流線(xiàn)型摩登建筑，既像涌動(dòng)的海浪，又像飄蕩的風(fēng)帆。

　　整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)不是以層層樓面切割空間，而是空間與空間銜接成流線(xiàn)的體驗(yàn)。來(lái)往人流有如水里飄來(lái)游去的魚(yú)兒。

　　它出自世界級(jí)日本建筑大師伊東豐雄（Toyo Ito）之手，也是自然主義派建筑家在本地的第一個(gè)作品。伊東豐雄將活動(dòng)和流動(dòng)的概念，融入空間與鋼筋水泥結(jié)構(gòu)里，他說(shuō)：“我要讓游人在shopping的時(shí)候，感覺(jué)如在海上揚(yáng)帆一般?！盵Page]

　澳門(mén)威尼斯人賭城一期

　　長(zhǎng)春影視城

　　我們借助數(shù)字化生產(chǎn)工具實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的不規(guī)則的建筑形體的可能性；從上述實(shí)例我們同樣也看到，要實(shí)現(xiàn)這類(lèi)非線(xiàn)性的形體，需要選用合適的材料，采取合理的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，選擇可行的構(gòu)建制造途徑以及精確的施工過(guò)程。

　　事實(shí)上，這類(lèi)非線(xiàn)性建筑的實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于一個(gè)嶄新的數(shù)字化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工產(chǎn)業(yè)鏈的誕生，從形體的生成開(kāi)始，到形體的最終建成，每一個(gè)環(huán)節(jié)均離不開(kāi)數(shù)字技術(shù)。

　　在"天津港國(guó)際郵輪母港"工程中，我們同業(yè)主通過(guò)多方考察，最后選擇了南京倍立達(dá)公司。

　　相關(guān)的GRC產(chǎn)品和安裝的深化設(shè)計(jì)是有廠(chǎng)家自己來(lái)完成的。

                                                                                                    作者：中建國(guó)際（CCDI）設(shè)計(jì)顧問(wèn)有限公司    王欣
（中國(guó)混凝土與水泥制品網(wǎng) 轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處）