为了留有安装误差的余地，单元模块之间装配时留有构造缝是必需的，而构造缝处理的技术也是单元模块连接质量和建筑性能的重要保证。在通常情况下，构造缝都是在单元就位后单独处理的，不过这种方式会产生以下一些问题：单独处理构造缝会耗费更多的装配时间和人力；由于填缝工作有不可避免的湿作业，会受到天气情况的影响；如果构造缝较多，不能在短时间内完成，雨雪等天气会对已经还未封闭的单元模块内部产生不利影响，比如电线等设备管线的接口可能被侵蚀。那么是不是可以设计一种集单元模块就位、填缝一体化的构造技术呢？这个问题在南京陶吴镇台创园的可移动铝合金办公建筑设计中成为装配建造最关键的问题，因为这个铝合金建筑是由12个单元模块拼装而成的，如果不能实现快速的单元就位和填缝工作，就会影响建造的效率和最终的建筑品质。

考虑到传统的静态填缝构造技术无法实现高效的装配需求，团队开始将思路扩展到运动构造技术中寻找新的可能。经过广泛的市场调研和反复的设计与模拟实验，滑动构造被确定为单元模块装配的可行性方案。在进一步的研发中，团队根据单元模块的重量、吊装的工序、定位需求以及填缝的过程选取了合适的产品并进行了建造实验和改进，最终实现了一套针对可移动铝合金建筑单元模块连接的滑动构造连接技术。

图F37　对装配方式的创新思考激发了滑动构造的设计

资料来源：自绘

这套滑动构造的组件设计的每一个细节都和建造的工序密切相关（图F37）：滑动装配的基本设计策略在中间单元模块基本就位的基础上通过滑动进行精准的定位，然后其余的模块从两侧分别安装，通过相同的方式就位，在滑动就位的过程中挤压安装在单元模块四周的柔性材料完成填缝的工序。因此，在滑动构造设计中，滑动组件与弹性构造的设计是最为关键的。滑动组件的功能主要有两个：①定位单元模块；②在保证结构支撑强度的前提下实现流畅的滑动（表F6）。

表F6　滑动构造的关键要求及相关设计

资料来源：自绘

经过计算，每个单元模块在完成结构和维护体装配后的重量在3t左右，因此如果采用4个点式滑块作为单元的支撑，每个点需要承担约0.75t的重量。在市场调研中，基于现有常见的机械滑动轴承产品，团队发现了一种14cm×7cm的标准滚珠滑块产品满足结构承载与工艺改良的综合需求：该滑动轴承每个滑块可以承受1.3t的荷载，同时，和这种滑块相配合的圆形导轨不仅可以根据需求切割成不同的长度，底面亦可以根据与之连接的铝型材凹槽位置预先开洞，通过标准的T形螺栓实现紧固的连接。

虽然现成的产品可以满足结构承载需求以及与基础平台的有效连接，但滑块顶部是光滑的，无法直接和主体单元模块的定位构件直接固定。为此，作为过渡连接的槽钢连接件被设计出来实现连接主体单元与滑块的承上启下的功能，这个特殊的构件不仅起到了连接固定作用，还起到了快速定位单元模块的作用。铝合金定位构件的宽度为8cm，考虑槽钢内部的倒角以及安装误差，最终确定使用10cm宽的槽钢产品作为过渡构件。槽钢被切割为16cm长的标准构件，根据滑块上部的四个预留螺栓洞口在槽钢底面开锥形洞，用沉头螺丝将槽钢和滑块进行固定（保证与主体垫块接触面的平整）。同时在槽钢两侧根据铝型材凹槽位置预先开长圆孔，通过栓接与铝合金定位构件紧固。在之前的单元模块吊装就位过程中，要使得单元的四个角都和基础平台完全吻合，每个点都需要调整X与Y方向两个位置的定位，而滑块上的槽钢固定件减少了一个方向的定位，显著提高了安装效率（图F38）。

图F38　滑动构造的产品选择与改进设计

资料来源：自绘、自摄

槽钢、滑块和导轨实现了定位与滑动功能，但在单元模块滑动就位之后，还需要一个可以固定滑轨的限位件，避免单元模块产生自由滑动。在设计限位件的开始阶段，工厂试制组件的工人师傅为我们提供了一种现场的圆环形卡扣限位器，这种限位器圆环的尺寸与滑轨的尺寸正好吻合，当单元滑动到指定位置，可以通过圆环限位器上的螺孔用螺栓紧固限位器，从而限制滑块移动（图F38）。

在解决单元模块滑动与定位问题的同时，单元之间的弹性构造也是同步推进的另一个关键构造技术。作为弹性构造的填缝材料需要满足两个基本条件：①硬度不能过大，以满足和型材连接的需求；②具有一定的弹性和耐久性（表F7）。在这两个前提下，用于汽车门窗封边的橡胶产品成为这个弹性构造设计的重要启迪：利用橡胶的可塑性，可以定制一种一侧可以嵌入型材凹槽便于安装，另一侧用于挤压产生弹性变形来封堵缝隙的特质弹性构件。

橡胶的种类很多，硬度区分橡胶的重要指标，它不仅关系到橡胶变形的难易度，还关系到橡胶的耐久性。在和橡胶制造商的共同讨论下，综合弹性橡胶的工作工况和变形受力程度，设计采用了一种耐候性较长，中等硬度［7］的硬橡胶材料。确定了弹性橡胶的种类，为了保证橡胶能够方便和型材凹槽的连接，同时又具有一定的连接强度，经过多次试制与实验，最终采用了一种两边都为圆环的胶条构造形式。两个圆环，一大一小，小的圆环用于和铝型材的凹槽相嵌，大的圆环则用于滑动过程中的挤压填缝（实心橡胶硬度过大，很难实现有效的挤压，无法准确控制缝隙的尺寸）。根据单元模块之间最终留有2cm构造缝的设计，用于挤压的大圆环内直径设计为2cm，这样就为两边的单元模块挤压胶条实现严密的密封效果提供了充分的操作空间（图F39）。

表F7　滑动构造填缝胶条关键技术要求

资料来源：自绘(www.daowen.com)

图F39　根据滑动填缝的装配需求以及铝合金型材构造特征定制的嵌缝橡胶条

资料来源：自绘、自摄

滑动构造与弹性构造的组合装配设计保证了单元模块拼装的效率与质量，不过，作为一套全新的装配构造设计，只有构件样品试制还是不够的，为了确定各个组件能在真实的建造中各司其职，在正式安装前，必须在工厂做建造实验以确保新构造工艺的可靠性。经过试验，滑轨构造系统的承载强度、滑动可行性以及胶条的挤压效果都得到了确认，但也暴露了一些理想化的构件与建造工序设计问题（表F8）。

例如，之前确定的圆环形限位构件由于与滑轨之间接触面积过小，摩擦力不够，很容易松动，并不能有效起到限位的作用。于是，一种简单有效的L形限位件被设计出来替代前者。又如为了保证单元模块在滑动过程中受力合理，又不被损坏，专门设计了一种由铝型材和钢构件组成的装配框架，在单元就位后，将装配框架扣在需要滑动的单元侧面，然后用两组紧线器拉动单元实现滑动。虽然实验中装配框架表现良好，但是由于框架较重，每次安装和拆卸都需要借助起重设备完成，加上复杂的紧线器固定步骤，准备工序过于冗长，耗费大量时间。经过现场的试验，发现紧线器可以直接固定于单元底部的吊装构件上进行紧固运动，效果和采用辅助装配框架是一样的，工序却得到了大大的简化（图F40）。

表F8　滑动装配构造的建造实验以及改进设计

资料来源：自绘

图F40－a　滑动单元的工装工具构造设计

图F40－b　在工厂进行的单元模块吊装建造实验

图F40－c　经过建造实验后对模块装配构造以及建造工序进行了调整，保证了正式建造的效率与质量

资料来源：铝合金可移动建筑设计团队提供，作者编辑；自摄

经过精心设计和严谨实验改善后的装配构造为最终现场高效的装配建造奠定了扎实的基础。从2013年1月3号早上开始，到1月4号下午，不到20人的施工团队仅用时不到16h的时间，就完成了12个单元模块的全部安装工作（包括从工厂到现场的运输时间在内）。当然，高效的装配过程也得益于系统的建造设计组织（表F9）。

表F9　单元模块结构的建造图

续表

资料来源：自绘