混凝土的新发展—苏格兰新议会大楼混凝土运用案例分析

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1、混凝土的新发展—苏格兰新议会大楼混凝土运用案例分析摘要：混凝土是现代建筑中运用最广泛的材料之一，它具有结构性能好，可塑性好，防水性能好和适合工业化生产等优点。其实早在公元前120年，罗马人就使用混凝土建造了跨度43.6米的万神庙。关键词：结构材料混凝土案例分析　　根据BT在内的12家建筑师事务所，之后的第二轮的竞赛评比确定了西班牙EMBT和英国RMJM为苏格兰议会大楼的联合建筑师。　　4.拼缝尽量少，转角不设缝　　5.带连续变化的曲面，形体复杂：比如，Canongate围墙的预制混凝土，这是整个工程中形体最复杂的一种设计。简单描述它是一个剖面沿长度不断变化的形体，基本分为

2、上下两曲面，上下两曲面间在中部还变形出一个内凹的部分.　　混凝土的力度在议会大楼工程中完善了建筑设计对动感和力量的追求，不过混凝土在表达力度的同时也带来了设计和施工的问题，需要更多的设计投入。比如上面提到的Canongate围墙的预制混凝土，上下两曲面在早期设计中是圆锥的一部分。然而这样每块预制件的半径都会不同，也就意味着每块混凝土预制件的模板都不一样。预制混凝土的造价主要集中在模板上，能否能尽量多的重复使用同一模板非常重要的。我们认为原设计的圆锥曲面可以改成圆柱曲面，只需要将上下两端进行变化制造视错觉，也可以达到原设计的动态效果。这样修改后各预制件的曲面半径是不变的，于

3、是可重复使用一套模板，节约了15倍的造价。议会大楼的混凝土带来了许多施工方面的挑战等，有些可在设计上解决，有些则需要先进技术的支持，后一个问题将在后面的文字中继续讨论。　　融合高技术的混凝土　　英国建筑标准BS8297:2000为预制混凝土构件的设计、施工、运输和安装提供了很多建议和指导。英国还有很多文件比如混凝土协会的各种报告等对施工的某些具体方面作了详细的解释，然而这些标准关注的都主要是些设计和施工的基本要求和常用方法。由于首层部分混凝土的设计非常具有挑战性，我们需要自行实验和摸索。其中施工困难较大的部分之一是表面带凹凸、透空和嵌石等复杂的处理的混凝土。由于混凝土构件

4、都尺度巨大，而且形体复杂，还经常会带转角构件，更是增加了难度。　　关于如何在混凝土面上展示竹子图案我们还尝试过化学腐蚀的方法(类似赫尔佐格设计的Ebersnwalde图书馆)，最后觉得装饰味太浓，跟总体设计不和谐而决定作混凝土的凹凸。为了制造带竹子图案的模板，施工单位购置了一台能读取CAD三维模型的机器人。开始竹子的设计图案是内凹的，后来改作外凸的，因为这样模具的制作可以节省5倍以上的时间和造价；另一种凹凸处理是在北面沿canongate街的一段形体复杂的混凝土墙，其表面上刻有米拉勒斯的草图和其他一些类似地形等分线般的图案由于目前模具机器人技术只能制作平面的模板，我们的解

5、决方法是先用机器人制作个平面的正模板，然后用这个平面的模板浇个橡胶负模板。因为橡胶模板可以弯曲，最后再把这个橡胶模板压到曲面混凝土板的结构模板里。　　对于该工程中部分形体或表面设计比较复杂的构件，普通混凝土已经不能满足要求，需要采用一些新型的混凝土产品，如self-pacting混凝土和纤维加强混凝土。self-pacting混凝土比较适合一些曲面和转角构件的浇筑，因为这种混凝土在浇筑时不易流动，而且不需要振荡也没有什么气泡，有利于解决这些构件的在施工中的难题。另外，预制混凝土除了制作，还需要考虑安装的问题。在结构相同的情况下，纤维加强混凝土的尺寸一般小于普通混凝土30%

6、以上，这个优点不仅使得构件显得更加轻盈，还可以极大地减小构件的重量，方便安装。　　最近30年以来，混凝土在技术方面的发展很快。虽然混凝土仍然保留了人工浇筑的传统过程，然而在成分、合成和模具制作等方面已经融入了很多高技术的成分。假如没有技术的支持，议会大楼工程中混凝土的实施简直是无法想象的。此外，技术也给混凝土设计带来了更多更有挑战的构思和启发。　　另一个跟混凝土外观有关的问题是气孔，混凝土浇筑时都要通过机械振荡排出混在液体中的气泡。要将气泡从表面完全清除是不可能的，不过气孔的大小以及分布是否均匀的区别对混凝土的外观会有一定的影响。议会大楼的混凝土基本上是看不到气孔的，因为

7、震荡的时间很充分，而且我们在设计已仔细考虑了外露的面，因此在浇模的时候将外露的面朝下，气孔是往上冒的，这样在外露的面上就不会留下气孔。与此相对照的是在安藤和路易·康的混凝土。在他们的混凝土表面气孔是可见的，然而气孔较小而且分布均匀。作者觉得这些细部差异很重要，令混凝土别有一种味道。　　混凝土的色彩和质感很多，但是差异很微妙，不仅跟上面谈到的因素有关，还跟浇筑时的温度和湿度等有关，因此要想准确地表达和控制设计标准是很困难的。在议会大楼工程中，建筑师跟施工单位配合较紧密，一起作实验，改进设计，并通过样品来制定施工标准。作者认为这是