异形结构施工难点有哪些（异形结构施工中如何提高效率）

异形结构的施工通常面临多方面的挑战，包括设计复杂性、尺寸精确度要求高、材料选择和加工难度大以及施工技术要求高等。为了提高效率，可以采取以下措施：通过使用先进的CAD软件进行精确设计和模拟，确保设计的合理性和可行性。选择高质量的材料并采用高效的加工工艺，如数控切割和自动化焊接，以提高加工精度和速度。引入项目管理工具和技术，优化资源分配和进度控制。加强现场施工人员的培训与管理，提高团队协作效率。这些方法有助于克服异形结构施工中的难点，实现高效施工。

一、设计方面的难点

（一）建模困难

复杂形状的精确建模：异形结构往往具有不规则的形状，如双曲面、扭曲等形状。像梅溪湖国际文化艺术中心，其建筑造型是由花瓣衍生而来，要准确构建这样的模型，需要借助专业的软件，如在钢结构深化设计时，利用Tekla软件对蜂窝钢结构的4.5厘米厚弯扭构件进行三维实体建模，这个过程十分复杂，需要考虑众多的结构和造型细节，稍有偏差就会影响后续施工 $2$ 。

（二）结构分析复杂

受力分析：异形结构的受力情况比普通建筑更为复杂。以倒“三脚架”劲性混凝土斜柱为例，中间以钢骨柱为基础，周边及中间密布钢筋，由于其独特的形状和倾斜角度，在承受荷载时，力的传递路径和分布难以用常规方法计算，需要采用更复杂的结构分析软件来准确模拟其在不同工况下的受力情况，从而确定合理的结构设计方案 $4$ 。

二、施工方面的难点

（一）材料加工与预制

异型材料定制：
- 例如异型铝板的加工，每一块成品铝板可能由多块尺寸各异的小铝板拼接而成，且在整个结构中每一块铝板都不同。如某项目入口门头有105块异型铝板，这就要求在加工时必须根据精确的设计参数进行定制下料加工，而这些参数的获取需要通过复杂的建模和转换过程，先由专用软件重新建立完整模型确定精准参数，再将三维数据转化为二维数据才能进行下料加工 $1$ 。
- 对于GRC幕墙板块，像梅溪湖国际文化艺术中心使用的近8万平方米GRC幕墙结构，板块多为双曲面且无一块相同，这对模具制作和加工精度提出了很高的要求，需要采用CNC三轴雕刻机保障毫米级加工精度 $2$ 。
材料拼接与安装：
- 在异形结构施工中，材料的拼接安装难度较大。如雕塑为长条带状异型体时，采取建模分解下料后现场拼接的方式进行安装，但三条飞虹全靠结构的强度以及牵引力完成大跨度悬挑，施工难度高，而且拼接后的面层处理需要精细操作，如历经360度无死角打磨、多道底漆、腻子和面漆后，还需一道汽车质感清漆封面才能保证品质和光泽 $1$ 。
- 对于圆形、椭圆形、弧形结构混凝土结构建筑的爬架系统，其设计和安装要适应异形结构的形状，在安装过程中需要精确调整各个部件的位置和连接角度，以确保整个爬架系统的稳定性和安全性 $3$ 。

（二）施工工艺要求高

混凝土施工：
- 异形混凝土结构通常为弧形曲面或斜向结构，如上海某场馆项目采用双曲面壳体结构及倒“三脚架”劲性混凝土柱结构。双曲面壳体结构弧度较大，对混凝土浇筑的材料及浇捣工艺要求高，混凝土浇筑不能一次成型，需合理分段施工。而且在施工过程中要注意弧形结构中上部结构钢筋的定位保持以及避免钢筋污染，防止出现钢筋保护层过大或不足以及钢筋锚固力不足等问题 $4$ 。
- 对于大角度倾斜的劲性混凝土柱，即使分段浇筑，由于结构密集，浇筑混凝土难以均匀，需采用自密实混凝土，并重点保证模板阴角处的均匀 $4$ 。
钢结构施工：
- 像入口门头是异型钢结构体且为双曲面构造时，独特的造型对于材料的预制以及现场的安装要求极高，在工期紧张的情况下不容许有犯错的机会。钢结构施工需要先进行精确的建模确定参数，然后再进行加工和安装 $1$ 。
- 在梅溪湖国际文化艺术中心的钢结构施工中，要把22000吨钢结构编织成芙蓉花的骨架，部分是将4.5厘米厚的钢板扭弯曲，利用钢结构深化设计软件对弯扭构件三维实体建模，并对壁板展开及放样才能解决加工成型问题 $2$ 。

（三）交叉施工协调难

在异形结构施工过程中，各工种之间的交叉施工协调困难。例如在建筑主体施工时，同时可能涉及到钢结构安装、幕墙安装、机电安装等多个专业的交叉作业。像梅溪湖国际文化艺术中心项目，土建主体、弯扭钢结构、GRC幕墙结构等各部分施工相互关联，在施工中需要协调各专业的施工顺序、施工进度、施工空间等，否则容易出现施工碰撞、工序冲突等问题，导致施工效率降低、成本增加甚至出现安全隐患 $2$ 。