摘要：铝合金网壳结构建筑于20世纪40年代诞生于欧美。近年来，国内也出现了一些案例，但悬臂式双曲铝合金网壳结构并不多见。本文主要对西咸金融服务港4-E辅廊工程的设计及安装技术进行分析，并通过实际已竣工的工程，对铝制大跨双曲壳结构的设计及施工技术进行总结，希望为客户提供参考。对今后类似项目的指导。提供有价值的参考。
关键词：铝制大跨双曲壳结构、BIM参数化设计、铝构件加工、装配
一、项目简介
西咸金融港项目位于西咸管委会旁，占地69亩，建筑面积23万平方米。项目定位高端金融聚集区，形成集能源总部、金融机构、交易平台、结算中心等为一体的金融产业链。该项目由5栋高层办公楼及配套会议、展览、商业等组成。和其他商业建筑。幕墙面积15万平方米。分为A、B、C、D、E五栋建筑群，共10栋建筑。本文选取本工程的重点难点系统——4-E辅廊铝合金单层网壳系统和四季厅雨棚进行分析。
遮阳网壳最高点18.6米，总长122.5米，总宽26.5米。网壳结构包括钢结构树形柱和顶部铝合金自由曲面网壳。网壳表面覆盖LOW-E钢化夹胶玻璃，营造出轻盈而富有韵律的空间感，并具有优异的遮阳和紫外线阻隔能力。天篷扩展面积约2900平方米。
2、设计与施工分析
1、系统结构
沿结构纵向共设置7根钢结构树形柱，承受顶部网壳结构的自重和外荷载。树形立柱下部为等截面圆管，上部升降架为变截面三角管（叉形立柱），升降架顶部铰接。格壳由工字形截面铝合金构件和少量钢构件组成。按其内力大小排列为三段。详情请参见杆分布图。顶部网壳结构共有1496个节点和2172根杆。
▲ 冠层结构等轴测图
▲条形分布图
杆件连接也有三种形式：
A、网壳构件及叉形柱顶部采用鼓型节点；
B、铝合金板节点用于连接铝结构件；
C、不锈钢板节点用于钢结构件和铝结构件的连接。
▲ 鼓节点（实拍）
▲ 鼓节点（模型）
▲ 鼓节点（局部）
▲ 板块节点（实拍）
▲板节点（模型）
▲ 板节点（详细图）
单杆用12个ɸ9.66不锈钢环槽铆钉连接
支撑柱的分支和主干均采用Q345GJB材质，分支连接采用ZG340-550H异形铸件。
▲树形柱截面信息
▲树枝受力分析
▲树干受力分析
工字钢铝、玻璃、铝板围护、照明一体化设计，简化结构层次，减少施工环节，减少材料消耗，提高施工速度。
▲玻璃与铝板一体化设计
曲面玻璃虽然采用三角网格设计，有利于曲面效果的呈现，但对于排水道的安装却不太友好。为了满足遮阳篷的排水功能要求，在曲面最低点、靠近树枝处设置了7条三角形集水道。通过玻璃面板坡度的变化，将雨水导入凹形不锈钢集水箱，再通过落水管接入排水系统。不锈钢集水点配有电加热和融雪系统。
▲排水点位置图及融雪系统
融雪系统是由加热电缆、温度探头、湿度探头、温湿度变送器、控制箱等组成的综合系统。
2. 施工分析
鉴于本项目为异形单层格壳结构，表层实际上是一个空间曲面，且每根杆、每一个盘节点、每块玻璃都不相同。根据这些特点，为了还原建筑师的意图，在施工过程中精心设计了以下三项新技术：BIM参数化技术、铝加工技术、铝网壳装配式施工技术。下面将重点介绍这三个方面。
2.1 BIM参数化技术
本项目玻璃的顶面是一个空间曲面，有大量不规则的杆、盘节点和玻璃。在传统的CAD软件中，需要进行大量的三维坐标转换，然后提取加工尺寸。然而，借助BIM软件，每个杆、节点和玻璃都可以设置独立的工作平面。在各自的工作平面内，可以批量捕捉坐标点、几何尺寸以及各种参数，并实时调整，方便施工过程。图纸修改和尺寸修正带来极大的方便。
BIM软件可用于快速自动对节点、杆件和玻璃进行编号，标记尺寸，并快速完成材料订单和工艺图。
▲节点数量及坐标捕捉
▲坐标点
2.2 铝加工技术
该项目的钢构件、铝构件、圆盘节点均发生弯曲和扭曲。同时，由于曲线的变化，同一杆的长度、开口位置、铣削角度也不同。铝盘加工也面临这样的问题。通过精细化建模和参数化技术，可以实现批量处理。如果使用传统CAD，工作量是难以想象的。
▲扭转工字钢
▲工厂预装
6°≤alf≤11°
▲激光打码号码
▲铝盘拱形处理
材料按照加工图纸要求进行CNC加工。加工精度高，实现模块化制造。所有部件均在现场组装，简化了施工流程，降低了对现场施工场地的要求。现场安装方便，施工速度快。同时，施工现场无噪音、扬尘等污染。
2.3 铝网壳装配式施工技术
本工程结构体系复杂，材料种类多，加工难度大。需要五个月才能完成钢结构悬挑雨棚，质量要求极高。在时间紧、任务重的情况下，为提高安装效率，现场采用了一体化网壳拼装技术。
钢柱（10T/根）、铸件（8.5T/根）、叉形柱（5.5T/根）根据其定位和标高，采用吊车吊装。根据上方网格控制点在地面上绘制平面控制线。
为了保证安装精度，首先将四个三角形树枝内的工字钢和工字钢铝安装部分形成网格，然后焊接卷筒接头。
三、项目概要
随着中国经济的蓬勃发展，过去只能在北上广深等一线城市才能看到的新颖高科技建筑，在西部城市西安逐渐增多。钢结构悬挑雨棚，可以参与各种新造型、新技术。在涉及技术、新材料、新系统的项目中，遇到的困难不仅限于过去的经验可以直接解决。我们必须以谦虚、谨慎、务实、创新的态度迎难而上，才能在日新月异的行业发展趋势中站稳脚跟。该项目高标准、严要求、精心打造。它是用精神建造的，倾注了许多方面的智慧和责任。虽然这个雨篷的尺寸并不大，但从设计、材料、工艺上来说，这个项目必将成为行业铝网壳雨篷的标杆。
