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學(xué)生歡迎中心是作為東京學(xué)藝大學(xué)教育孵化中心的 Explayground 項(xiàng)目的一部分，旨在促進(jìn)產(chǎn)業(yè)、政府和學(xué)術(shù)界之間的合作。

該結(jié)構(gòu)是以交錯(cuò)層壓木材（CLT）為模板的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。利用計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）加工的木梁和面板作為混凝土板的模板，將“剩余模板”作為完成的表面。這是日本第一次將混凝土模板用作主要結(jié)構(gòu)的先例。VUILD參數(shù)團(tuán)隊(duì)使用幾何算法自動(dòng)生成了一個(gè) CAD 模型，并利用該 CAD 模型作為輔助創(chuàng)建了五軸 CNC 加工的 CAM 路徑。所有預(yù)切割組件都在 VUILD 自有工廠中使用五軸 CNC 機(jī)床生產(chǎn)。加工模板的 CNC 機(jī)床也將安裝在完工的建筑中，作為一個(gè)開(kāi)放設(shè)施，任何人都可以在這里體驗(yàn)先進(jìn)的制造技術(shù)，并自己創(chuàng)建所需的空間和場(chǎng)所。

設(shè)計(jì)過(guò)程 – 設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)是創(chuàng)造一個(gè)開(kāi)放空間，既能作為實(shí)施新一代公共教育的場(chǎng)所，又能成為一個(gè)沒(méi)有固定形式的可擴(kuò)展空間。此外，要求該建筑本身具有極致性和實(shí)驗(yàn)性，成為一種學(xué)習(xí)材料。因此，VUILD 決定使用五軸 CNC 機(jī)床創(chuàng)建一個(gè)大跨度多功能空間。限制條件是切割厚度可達(dá)240毫米的 CLT板，為此進(jìn)行了反復(fù)模擬，以優(yōu)化整體形狀和切割的便利性。在考慮施工的情況下進(jìn)行了材料優(yōu)化和形式簡(jiǎn)化。

單元施工方法 + 剩余模板 – CLT 梁的縱截面設(shè)計(jì)成正弦曲線，橫截面上的幅度相位錯(cuò)位，以創(chuàng)建一個(gè)強(qiáng)大的殼體。在形狀上，經(jīng)過(guò)反復(fù)研究，它采用了模仿自然界葉脈的屋頂形狀。通過(guò)鋸齒形構(gòu)建橫截面增加了殼體的深度，并通過(guò)將鋸齒形橫截面的相位分為三層來(lái)增加殼體的強(qiáng)度。三維 CLT 面板在 VUILD 的內(nèi)部工廠切割成單元，并在現(xiàn)場(chǎng)與梁連接，面板之間用金屬配件連接。混凝土被灌入梁中，形成了葉脈上的梁和覆蓋葉脈間空間的板。這些木梁跨度25米，而混凝土板只有8厘米厚。這種施工方法已申請(qǐng)專利（JP 2021-042568），作為一種高通用性的施工方法，將成本降低到常規(guī)殼體施工方法的60%。

三維數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師共享并用于分析，從而避免了人工誤差。這些數(shù)據(jù)可以在設(shè)計(jì)檢查、結(jié)構(gòu)分析和零件制造的各個(gè)方面進(jìn)行交叉檢查，從而加快了流程。

從加工數(shù)據(jù)創(chuàng)建到材料采購(gòu)和施工的流程 – 五軸加工具有傾斜和旋轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，這需要優(yōu)化以考慮這些因素；需要專門為五軸切割創(chuàng)建路徑，總共有360個(gè) CLT 面板用于加工963個(gè)模板零件。內(nèi)部參數(shù)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種自由形式表面的幾何算法，可以自動(dòng)生成 CAD 文件。路徑創(chuàng)建流程的設(shè)計(jì)也減少了加工后的手動(dòng)加工量。在混凝土隱藏的區(qū)域，表面在適當(dāng)公差內(nèi)粗加工，以降低加工成本。

面板被有效地放置以降低成本。自動(dòng)面板放置和形狀生成算法在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)，并制造了多種類型的 CLT 板，最大尺寸為1350×4000毫米。CLT 板有四種不同的厚度，從60到210毫米不等，并創(chuàng)建了使用顏色編碼指示厚度的三維圖表。這使得在不同厚度的 CLT 面板中放置零件變得容易。通過(guò)與結(jié)構(gòu)團(tuán)隊(duì)共享此流程，我們能夠創(chuàng)建一個(gè)在結(jié)構(gòu)和施工便利性方面進(jìn)行優(yōu)化的系統(tǒng)。