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    超高層建筑空間曲面幕墻工程技術揭秘
    發布人:客服   發表日期:2020-04-01 03-45-48

    一、引言

    建筑設計在全球各地掀起創新高潮,建筑外表皮不斷嘗試突破極限,空間異形的建筑外觀越來越普遍、流行。幕墻作為建筑的外維護結構,直接影響到建筑視覺效果的表達。為實現空間異形的建筑外觀,同時滿足幕墻系統結構安全、各項性能可靠,對幕墻設計提出了越來越高的要求。


    單元式幕墻在超高層建筑中應用越來越廣泛,對于造型方正的建筑外觀,幕墻設計很容易實現,對于有規律變化的曲面造型建筑外觀,幕墻采用以折代曲、異形板塊等處理方式來實現。但是對于空間異形、沒有任何規律變化的建筑外觀,僅采用以前傳統的設計思路,是難以實現的。

    本文通過珠海中心幕墻工程設計案例,對空間扭曲、相鄰樓層無任何規律的錯層幕墻進行設計探討分析。


    二、工程概述

    珠海中心項目座落于珠海市香洲區灣仔十字門中央商務區,與澳門及珠海橫琴自貿區隔海相望,建筑面積146836平方米,幕墻面積5.7萬平方米,地上65層,建筑高度328.8m,主體結構為鋼筋混凝土框架-核心筒結構,為珠海第一高樓、珠海地標性建筑。首層為入口大堂,2-34層為辦公區,35-65層酒店客房區及酒店配套區,并設有8、16、35、51層四層避難層。

    項目幕墻類型有單元式玻璃幕墻系統、拉索單元式幕墻系統、拉索點玻幕墻系統、石材陶土板幕墻系統、雨篷幕墻系統等,其主要系統為單元式玻璃幕墻系統,約占90%的幕墻工程量,也是項目設計的重點與難點。單元式玻璃幕墻系統為橫隱豎明幕墻類型,采用鋁合金立柱和橫梁,玻璃采用8+1.52PVB+8+12A+12mm鋼化中空夾膠Low-E超白玻璃,其他材料均采用綠色環保材料,整個玻璃幕墻系統滿足國家節能環保相關規范要求。


    三、單元式幕墻設計分析

    3.1建筑體態特征

    該建筑外皮由兩個沒有任何規律的空間弧形體相交而成,A弧線旋轉而成A弧體,詳見圖一、圖二,B弧線旋轉而成B弧體,詳見圖三、圖四,兩弧體相交,詳見圖五,形成的建筑幕墻外皮,詳見圖六。

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    該建筑為沒有任何規律的自由空間扭曲體,每一個標高位置平面的圓心不在同一鉛垂線上且圓半徑都不相同,外形極其復雜,無任何規律可循。

    3.2幕墻外形優化分析

    對于空間扭曲幕墻設計,首先對建筑外皮進行模型優化分析,既能滿足幕墻安裝的可行性,同時盡量接近原建筑外形,進而再對幕墻系統進行設計分析。

    對建筑外皮模型進行優化分析,先逐層對外皮進行修正分析,從經濟適用、加工和安裝的可行性方面考慮,應采用以折代曲的方式處理。由于該立面形成過程中,平面圓心不在同一鉛垂線上,隨著層高的變化,半徑也在變化,因此,幕墻單元板塊(平板)為適應立面造型,會出現四點不共面情況,如圖七所示。

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    本工程單元板塊總數量為7658塊,板塊翹曲值從0變化到25mm,且沒有任何規律地變化,板塊翹曲值分布比例圖詳見圖八。為解決板塊翹曲的問題,既能滿足幕墻安裝的可行性,同時盡量接近原建筑外形,每個樓層優化處理為折線形狀,相鄰上下樓層進行錯層分離的方法來處理,詳見圖九。

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      由于立面造型的特殊性,相鄰樓層是沒有任何規律的錯層,如圖十所示。

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    3.3幕墻設計分析

    對于相鄰樓層無任何規律的錯層幕墻設計,我們設計了一種分離式水槽方法,即將單元板塊的頂橫梁拆分為頂橫料和水槽料,通過螺栓連接,頂橫料適應本層幕墻邊線,水槽料適應上層幕墻邊線,頂橫梁和水槽料之間的位置關系可以不斷的調整,從而可以解決錯層無規律的幕墻設計問題,如圖十一。

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    這種設計方法很好地解決了空間自由扭曲幕墻的問題。

    本工程項目典型大樣圖,詳見圖十二。幕墻主要橫向分格約1.6米,層高有4.6米、5.0米,幕墻板塊之間的水平夾角、豎向夾角均為變值,且沒有規律。

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    節點設計詳見圖十三、圖十四,三維示意圖詳見圖十五。

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    現場施工圖片,如圖十六、十七。

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    四 、結束語

    建筑外觀的不斷創新,空間異形建筑的流行,對于幕墻設計的挑戰是越來越大。為實現建筑外觀,同時滿足幕墻的各項性能及加工、安裝的要求,是一個需要不斷探討的課題。

    三鑫科技發展有限公司以綠色、低碳、環保做為設計理念,采用科學合理、創新的幕墻方案將十字門商務區珠海中心建設成為節能環保幕墻工程,使其成為珠海橫琴十字門商務區一顆璀璨的明珠。

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