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      青島大劇院幕墻設(shè)計(jì)(下)

      來(lái)源:*  作者:趙西安 等  日期:2009-8-12
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      摘要:本文介紹了青島大劇院幕墻工程的設(shè)計(jì),敘述復(fù)雜造型幕墻設(shè)計(jì)施工難點(diǎn)和解決思路。 
      關(guān)鍵詞:幕墻設(shè)計(jì) 開放式石材幕墻系統(tǒng) 超大截面型材 超大板塊玻璃 超大圓弧玻璃
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        本文作者:劉金星 李偉東 趙西安 
        3.石材與玻璃交替幕墻系統(tǒng)

      <圖12  石材與玻璃交替幕墻系統(tǒng)效果圖


        3.1造型特點(diǎn)及難點(diǎn)
        3.1.1分格高度為450mm的石材和450mm的玻璃交替變更,即保證了外觀的統(tǒng)一,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了建筑的功能,按建筑設(shè)計(jì)要求,幕墻的豎龍骨必須對(duì)應(yīng)隔墻位置,建筑主體本身呈豎直方向呈7°傾斜,水平方向有15°轉(zhuǎn)角,轉(zhuǎn)角處又必須保證相同半徑的圓弧,若采用傳統(tǒng)的豎龍骨與水平梁垂直的做法,則不能保證上述建筑要求(見圖12)。

        3.2系統(tǒng)說(shuō)明及難點(diǎn)解決
        3.2.1玻璃選用8+12A+8高透型Low-E玻璃,使得建筑物在保證節(jié)能的基礎(chǔ)上做到最大通透性,突出自然采光。幕墻主龍骨為6063-T6材質(zhì),雙跨梁力學(xué)模型設(shè)計(jì);石材部分同樣采用fischer的FZP后擴(kuò)底錨栓干掛系統(tǒng);依舊延續(xù)“干濕區(qū)”分部的設(shè)計(jì)思路,同時(shí)保證干區(qū)施工完畢后,進(jìn)行濕區(qū)部分的安裝。

        3.2.2 難點(diǎn)解決方案
        在玻璃的后部用不同截面的副框?qū)崿F(xiàn)水平方向15°的斜向走勢(shì),同時(shí)立柱與梁成15°夾角且平行于隔墻的做法來(lái)保證立柱與隔墻的對(duì)應(yīng)關(guān)系(見圖13,14)。

      圖13 石材與玻璃交替幕墻龍骨安裝圖

       

      圖14  上下兩層幕墻平面圖對(duì)比

        4.大跨度明框玻璃幕墻

       

      圖15  大跨度明框玻璃幕墻效果圖


        4.1造型特點(diǎn)及難點(diǎn)
        4.1.1幕墻跨度非常大,跨度13m左右,橫向最大分格4800mm左右,高度分格900mm,
        單片玻璃180kg左右,其中多功能廳玻璃幕墻有45個(gè)不同半徑的圓弧進(jìn)行轉(zhuǎn)角處的過(guò)渡,并且部分弧長(zhǎng)超過(guò)2440mm,最大弧長(zhǎng)接近4000mm(見圖15)。

        4.2系統(tǒng)說(shuō)明及造型難點(diǎn)解決方案
        4.2.1幕墻采用鋼結(jié)合系統(tǒng),立柱采用45a工字鋼,外包3mm鋁板,鋁板采用插接方式,保證了簡(jiǎn)潔的建筑風(fēng)格,橫梁截面寬度300mm,厚度3.5mm的鋁合金材料,通過(guò)有限元軟件ANSYS的模擬計(jì)算,玻璃自重產(chǎn)生的撓度僅為4.1mm。

        4.2.2彎鋼Low-E玻璃一直是玻璃生產(chǎn)行業(yè)的難點(diǎn),玻璃生產(chǎn)廠家根據(jù)大劇院工程的特點(diǎn),成立專家組對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造,經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)最終將彎弧Low-E玻璃的最大弧長(zhǎng)做到4000mm左右,產(chǎn)品不但成型精度高,外觀質(zhì)量?jī)?yōu)異,而與普通平板玻璃無(wú)色差;同時(shí)國(guó)內(nèi)頂尖拉彎加工廠家也對(duì)設(shè)備進(jìn)行了改造,研發(fā)出適合300mm斷面拉彎的夾具模具,對(duì)型材進(jìn)行彎弧加工。

        5.大劇場(chǎng)后臺(tái)帶遮陽(yáng)板幕墻

      圖16  大劇場(chǎng)后臺(tái)帶遮陽(yáng)板幕墻效果圖



        5.1造型特點(diǎn)及難點(diǎn)
        5.1.1超大鋁合金百葉(截面寬度560mm)橫向貫通,同時(shí)采用獨(dú)立體系與主體連接,豎直方向7°傾斜同時(shí)水平方向166°夾角,15個(gè)不同半徑的圓弧處的圓滑過(guò)渡,同時(shí)保證階梯幕墻系統(tǒng)節(jié)能效果(見圖16)。

        5.2系統(tǒng)說(shuō)明及難點(diǎn)解決
        5.2.1整個(gè)幕墻全部采用鋁合金結(jié)構(gòu),立柱采用6063-T6材質(zhì),橫梁為6063-T5材質(zhì),玻璃選用8+12A+8高透型Low-E玻璃,雙垮梁模型。

        5.2.2百葉分成寬度300mm和260mm的兩兩種截面形式,采用插接的方法連接型材,既保證了外觀效果,又保證了合理的力學(xué)性能鋁材生產(chǎn)廠家采用125MN擠壓機(jī),保證了型材的精確、表面光潔。

        5.2.3既要保證階梯造型的效果又要保證建筑的節(jié)能效果,斷橋隔熱是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的又一難點(diǎn)。本系統(tǒng)的橫梁采用室內(nèi)室外分體設(shè)計(jì),主要受力部位位于室內(nèi),室外部分鋁型材中間通過(guò)PVC墊塊與室內(nèi)部分橫梁連接,既保證了外觀又起到了斷橋隔熱的作用(見圖17)。

      圖17  系統(tǒng)三節(jié)點(diǎn)圖

        6.底部入口處幕墻

       

      圖18  底部入口處幕墻效果圖

      圖19  底部入口處幕墻效果圖

        6.1造型特點(diǎn)及難點(diǎn)
        6.1.1本系統(tǒng)位于每個(gè)區(qū)的0-4.5米處,是各個(gè)不同區(qū)域幕墻的結(jié)合部位,大量的建筑通風(fēng)口,各種功能的入口等等。系統(tǒng)繁瑣,同時(shí)還設(shè)置了寬度逐層變化的遮陽(yáng)百葉,每塊百葉與石材30mm橫向縫隙相貫通(見圖18,19)。

        6.2系統(tǒng)說(shuō)明及難點(diǎn)解決
        6.2.1本系統(tǒng)采用鋼鋁結(jié)合方案,立柱為80x120x4mm鋼方管,表面做氟碳噴涂于鋁型材相同顏色,玻璃選用8+12A+8高透型Low-E玻璃。

        6.2.2本系統(tǒng)將通風(fēng)口設(shè)置在幕墻頂部的3個(gè)分格中,通風(fēng)口位置安裝防雨通風(fēng)百葉,同時(shí)外部設(shè)置鋁合金格柵,確保有通風(fēng)口位置和無(wú)通風(fēng)口位置的立面效果的一致性,遮陽(yáng)百葉外部設(shè)置相同斷面型材,變化部位采用鋁板插接,解決了變化截面遮陽(yáng)板的問(wèn)題,節(jié)約了材料成本。

        7.小結(jié)
        總結(jié)青島大劇院幕墻工程的復(fù)雜造型幕墻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路,有以下幾點(diǎn)值得注意:

        1)深刻體會(huì)建筑設(shè)計(jì)的意圖與思路,將復(fù)雜的造型轉(zhuǎn)化為有“模數(shù)“可依的數(shù)學(xué)模型,化繁為簡(jiǎn);

        2)新工藝的大膽運(yùn)用,例如石材幕墻防水保溫系統(tǒng)、干掛系統(tǒng)等;

        3)對(duì)于加工難度高的產(chǎn)品,要積極推動(dòng)和聯(lián)合生產(chǎn)廠家進(jìn)行技術(shù)攻關(guān),解決方案實(shí)施中遇到的難題,例如4000mm弧長(zhǎng)玻璃的加工和300斷面型材的拉彎。

        參考文獻(xiàn)
        [1]、《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003
        [2]、《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》 JGJ133-2001
        [3]、趙西安 《建筑幕墻工程手冊(cè)》,2002年
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