城市文化孕育建筑文化,建筑文化彰显城市特色。一个城市的优秀建筑应该以其特色汇入城市文化积累和进化的长河。时代更迭,城市变迁,建筑设计师对理想人居空间的思考能够成就建筑独特的生命力,触摸当下的社会情感,寻找出文化土壤的特性。
中建集团深入实施“一六六”战略路径,塑强设计领先优势,展示建筑设计巧思,探讨如何让建筑在城市的土壤里自然生长,赋予城市更多的情感连接,不断满足人民日益增长的美好生活需要。

西安CCBD生命之树
唐贞观二年,李世民在古观音禅寺亲手栽下一株银杏,这棵小树苗便在长安扎了根。此后1400多年的光景,不论改朝换代、哪怕时过境迁,每逢秋季,一夜的风雨便是从大唐吹来的“纶音玉诏”,这棵千年古树定会落尽繁华,让这座千年古城一时间梦回盛唐。
生命之树作为西安CCBD万象城的核心建筑,以其独特的魅力与卓越的建造水平备受瞩目。该建筑主体为钢结构,高度达57米,共7层,60个树叶平台,每个平台8枚,共计480枚人造不锈钢叶片,16800平方米高品质不锈钢,通过3180余个构件实现毫米级定位。由中建集团旗下中建装饰负责深化设计施工的西安生命之树宛如一件立体的自然艺术珍品,让蕴含千年古树的城市文脉得以创新和传承,以与世独立的身姿,同城相伴、古今辉映、万象更新。
独树一帜,艺术品级施工难度堪称行业之最
西安CCBD生命之树项目由英国国宝级建筑大师ThomasHeatherwick亲自操刀设计,要完成这座殿堂艺术品级的城市景观工艺表皮工程,需要克服诸多行业首例挑战:
大悬挑:主体最大悬挑12.27米;
大扭转:创新弹簧形式拉力环梁,扭转效应显著;
大变形:主体最大综合位移280毫米;
大板块:单块表皮最大16米。
生命之树结构复杂
这些挑战前所未有,其制造难度之大堪称行业之最。而让设计景观在这个巨大的钢结构上,通过人工手段实现,无疑是让“铁树开花”。
方案先行,精心筑造
与常规项目不同,生命之树外表皮的工序先于主体楼板、景观等荷载安装,项目主体远未达到最终稳定的设计形态,且国内外还没有可参考的案例。面对紧张的工期要求,第一步就是要通过技术手段还原变形后的主体结构,这也是深化下单、安装定位的前提条件。加载多少,如何加载?在此之前没有方案,也没有完整分析结果。
在结构加载方案设计上,设计团队通过计算模拟和现场三维扫描获取了主体钢结构的合理形变值,再对表皮与主体结构进行有限元协同分析,完成了建筑整体模拟加载必要性论证。最终将这些重要却不起眼的“幕后数据”搬到台前,获得了业主的肯定。

加载必要性论证
历时三个多月,设计团队对10余套加载方案经过反复核算打磨,最终将荷载细分为13类,并逐一布局调整,成功通过多方会审,开创了对建筑整体进行数千吨预加载的行业先例。
项目团队结合建筑景观、硬质铺装等的做法,绘制荷载分布图,再进行荷载统计与配重分配,找到合理配重加载值,最终完成配重分布图。

加载块模拟
项目团队将异形浇筑加载块,通过深入的细化和优化,调整为矩形加载块,同时对683根钢梁的详细计算,取消活荷载、调整加载布置图,将原来难度极大的三次换载方案,调整为局部拆、装加载块的新方案,如同摘果子一样,通过大果换小果,最终实现加载量3255吨,比招标的4200吨足足减少22.5%,大大加快了项目履约工期进度。
在叶片及其连接方案设计上,银杏叶黄如金,宛如秋天的精灵。“生命之树”的华丽绽放,必少不了这一身繁茂的金黄之叶。因此,叶片及其连接方案的设计,极其关键。
项目采用螺栓组合结构实现了树干表皮的连接节点的平面微调,通过借助球铰结构,实现了叶片6个自由度、四向20毫米、万向15度的三维调整。
数字破局,续写芳华
项目组建了17人专项BIM团队,配备Rhino+GH、天宝X7激光扫描仪等各类数字化前沿软硬件装备,并创新建立“三维扫描+点云逆向建模+BIM放线下单”的全链路数字体系。以现代黑科技与这棵“千年银杏”造型的艺术品来场“硬碰硬”。
模型初次加载后,结构扭转沉降达280毫米,使得原BIM模型失效,BIM团队通过三维扫描技术获取现场变形后的结构点云模型,点云配准与现场设计坐标一致,通过研发团队自研点云快速逆向建模程序,获得了BIM软件可用的整体钢结构逆向高精实体模型。

整体逆向钢结构模型
项目表皮收口关系错综复杂,毫米级的构件加工和施工安装要求给测量定位带来巨大挑战。设计团队通过对整体表皮构造理论研究,编写了参数化表皮建模GH程序,将逆向建模获取的钢结构实体模型,进行点、线数据提取,重新生成整体表皮模型,解决了表皮跟随结构的变化问题,生成了既自然又美观的外表皮模型。

GH程序快速建模
通过整体模型有限元分析,叶片背负钢架和转换龙骨优化率分别达42%和37%,经校核,叶片强度与刚度均满足设计要求。同时将喇叭口根部1.5米范围调整为闭腔结构,锁死限位,保证了毫米级安装精度。
引领行业,创造价值
科技是第一生产力。在大悬挑、大扭转、大变形、施工震动并存的结构上,项目团队通过高效应用BIM技术,实现了世界级精品工程的如期绽放,凭借该项目,项目团队形成发明专利1项、实用新型专利1项、QC成果1项、优秀工法1项,并荣获国家金属协会一等奖,为企业乃至整个行业在异形金属幕墙领域迈出重要一步,实现价值创造。
生命之树作为古城西安新地标超核心IP,将被视作古城新的精神图腾,引领人们感受这座城市跳动的脉搏和对未来无限的憧憬。


