一、基本情况 

　　项目名称：典型非线性超大网架屋盖建造关键技术研究与应用 

　　主要完成单位：中国五冶集团有限公司、中国建筑西南设计研究院有限公司、中冶西部钢构有限公司联合完成 

　　主要完成人：姜友荣、李丽、周敬、佘念、付航、李一峰、谭启厚、李加坤、唐丽、刘艺、张大林、程旭、邓厚雄、郭浩、黄珊。 

　　二、项目背景 

　　本项目依托工程为成都天府艺术公园，包括天府美术馆、艺术馆、图书馆等建筑。其中天府美术馆屋盖为自由曲面的空间异形双层焊接球钢网架外包金属蜂窝铝板，金属屋面采用5处上扬弧面与5处下凹曲面勾勒“芙蓉花”花瓣。 

美术馆效果图

图美术馆夜景

　　艺术馆与图书馆屋面为下凹双曲斜屋面，采用四棱锥焊接球钢网架结构。网架下弦杆及腹板为圆管，网架上弦杆为矩形管，上弦球为削冠焊接球。网架上部加设筋桁架楼承板+钢筋混凝土组成组合结构屋面，为上部绿化种植系统提供基层。 

艺术馆与图书馆效果图

　　三、创新成果 

　　 （1）非线性自由曲面金属屋面与嵌板单元数字化生成技术 

　　通过优化曲面轮廓控制线，优化曲面断面线的方法重建自由曲面；提出“曲线扩散“和”错缝对中”屋面板划分方案并开发曲面延伸算法，实现光滑平顺数字化生成原设计纹理嵌板单元，极大减少了异形板种类和数量。 

“曲线扩散”方案（剪切）                 短线“错缝对中”划分 

　　（2）非线性曲面蜂窝铝板快速精准安装技术 

　　课题组研发了曲面金属屋面板三维可调节支撑系统，实现三维6个自由度较大位移幅度调整，研制了一种“十”字形靠尺辅助装置控制面板缝宽度；整体实现了非线性自由曲面屋面蜂窝铝板快速精准安装。 

屋面蜂窝铝板施工

　　（3）非线性曲面削冠球网架精确定位与分区卸载施工技术研究 

　　课题组利用 BIM 技术解决了削冠球节点及其周边杆件的精确定位问题；提出了网架与混凝土屋面的协同分区卸载方法，在控制网架施工变形内力合格的条件下，实现非线性网架精准就位和快速安全建造。 

　　（4）非线性曲面大坡度绿植屋面全系统施工技术 

　　课题组研发了大坡度种植屋面全系统施工技术，确定了垒土模块的技术参数，解决了不同坡度屋面垒土模块化安装难题；设计了绿植屋面防水处理、储排水系统、灌溉系统，解决了绿植屋面防水、排水与灌溉储水的矛盾，实现新型垒土绿植屋面的全系统建造。  

排水管道做法示意图                 水收集槽做法示意图

　　四、推广应用 

　　本项目研究成果应用于成都天府艺术公园项目等工程，其中成都天府艺术公园登上央视《大国建造》节目，社会效益极佳。