1 工程概況

深圳市當代藝術館和城市規劃展覽館（ 以下簡稱深圳兩館） 位于市民中心北側，占地面積2. 9萬m2,總建筑面積8. 8萬m2.建筑地上5層，地下2層（ 地下2層為局部） ,如圖1所示。首層以下為鋼筋混凝土框架剪力墻結構形式； 首層以上分兩大結構系統---表皮鋼結構系統和2個獨立塔樓主體結構系統，如圖2所示。

表皮鋼結構為單層空間網格結構體系，外形上由大量傾斜、扭曲、旋轉曲面以及部分直立面構成。2個獨立塔樓主體結構分別為當代藝術館和城市規劃展覽館，標高10. 000m以下兩館結構連通； 標高20. 000,30. 000,40. 000m處為懸挑型鋼桁架平臺，鋼桁架平臺最大懸挑為28m.表皮鋼結構既作為屋蓋的一部分覆蓋、包裹整棟建筑，同時又與內部塔樓主體結構有著不同層次、不同程度的連接關系：在5. 000,10. 000m標高，內部建筑結構樓面與表皮鋼結構通過樓面鋼梁相連。當代藝術館在20. 000m標高處與表皮鋼結構相連。

2 復雜結構深化設計技術介紹

本工程深化設計范圍主要為表皮鋼結構、內部桁架、樓層梁、柱等。雖然內部桁架、樓層梁柱等構件在本工程中占比也較大，但其連接節點形式比較常見，因此表皮鋼結構深化設計是本次深化設計的重點。整個表皮鋼結構分為東、南、西、北、屋頂、雨篷6大區域，如圖3所示。

2. 1表皮鋼結構桿件建模技術

表皮網格控制節點數為6 000多個，控制點坐標數據約為1. 8萬個，桿件數量超過1. 6萬根。導入深化建模軟件的數據坐標處理工作量大，重復工作多。要保證表皮鋼結構的建筑造型，需要在Tekla中逐根旋轉桿件方向。

根據施工圖紙提供的節點坐標和桿件長度信息建立表皮鋼結構的三維空間軸線模型。建立模型時不是一個個節點或一根根桿件向CAD中輸入，而是借助報表轉換類的相關軟件將CAD中節點和單元信息表格轉為Excel格式，再將Excel數據編輯為MIDAS的mgt文件，即可在MIDAS軟件中一次性生成整表皮鋼結構桿件中心線模型，最后MIDAS模型按截面和材質匯出dxf中心線模，分次放入CAD事先 建 好 的 圖 層 上，然 后 根 據 線 模 圖 層 在Tekla軟件中賦予相應的截面。

2. 2空間雙向傾斜構件深化圖紙表達

由圖3可知深圳兩館表皮鋼結構存在大量傾斜平面。傾斜平面中的箱形截面鋼柱在平面內為傾斜，與大地又形成一定夾角，因此構件為空間雙向傾斜，如圖4所示。多個不同方向牛腿與鋼柱主體桿件非正交連接，導致空間姿態復雜。在深化設計繪圖中，如何提供精確簡便的鋼柱本體與鋼牛腿、橫隔板的相對定位信息，從而保證構件的制作精度和現場安裝精度，是空間雙向傾斜構件圖紙表達的關鍵。

本工程結合加工廠的硬件設施條件和工藝操作習慣，設計了一套適合“地樣法”組裝空間雙向傾斜構件的深化圖紙表達方式。

具體包括構件模型坐標視圖（ 表達構件真實傾斜姿態） ,構件局部坐標視圖（ 表達牛腿相對本體定位關系）。構件模型坐標視圖中需給出構件最大外輪廓尺寸，構件本體相對于世界坐標在兩個方向上的傾斜角度等，如圖5a所示。構件局部坐標視圖主要表達各個牛腿、內隔板相對于本體的定位，也就是雙向傾斜構件深化圖紙繪制的關鍵。定位尺寸應包括牛腿與本體接觸點相對于本體的定位尺寸，牛腿端點相對于本體定位尺寸，牛腿相對于本體的角度等，如圖5b所示。