深圳市方大建科集团有限公司广东深圳518057
摘要:本文对深圳华侨城大厦的幕墙样式进行了介绍。并结合本项目的重难点,对错缝式单元幕墙、羽翼幕墙、钻石体单元幕墙、跨层拉索幕墙、驳接全玻幕墙的设计思路和施工考虑进行了剖析,以供广大幕墙行业内的工程技术人员探讨或借鉴。
关键词:幕墙设计;错缝式单元幕墙;拉索幕墙;驳接全玻幕墙;羽翼幕墙
1概述
深圳华侨城大厦工程位于广东省深圳市南山区,是一幢以甲级写字楼为主的综合性大型超高层建筑。地下五层,地上为塔楼和裙楼。塔楼层数为60层,主体结构高度为282.5米,塔尖幕墙高度为300米,功能包括商业、办公、会议中心、餐饮等;裙楼层数为3层,结构高度为21.05米。
本项目塔楼为单元式幕墙,由A、B、C三种幕墙系统组成,其中A系统竖向为错缝式单元,并且只在层间设有横向分格,B、C系统为整层通高玻璃,构造清新整洁;同时钻石切体的立面造型也能给人优雅生辉的观感;精致的细部,别出心裁的渐变羽翼造型呈现出建筑的韵律感;加上各部位细节上的处理,创造出一种积极向上的建筑形体。其中塔楼大堂为三层通高的拉索幕墙,裙楼由五栋全玻幕墙、不锈钢板幕墙、玻璃雨蓬、玻璃百叶幕墙组成,营造出的晶莹感像是俯在地面上的五颗钻石;下面笔者对该大厦幕墙系统设计进行介绍,以供广大幕墙行业内的工程技术人员探讨或借鉴。
2设计与施工剖析
为体现建筑设计风格,幕墙设计在尊重建筑师原有的设计思想及风格的前提下,保证结构的安全性、保持立面效果的完整性和提高材料利用率达到最佳经济性为目标,通过完善的节点设计及科学的计算来确保结构的各项性能,同时在外观效果上达到建筑师、业主高品质的要求。下面笔者对本工程中采用到的幕墙系统进行技术重难点剖析。
2.1错缝式带羽翼的单元幕墙设计与施工
塔楼南、北面为错缝式羽翼单元幕墙,是本项目面积最大的幕墙体系,单元做法采用传统的横滑型内排水系统,其中羽翼造型为梯形,分别设置在横向与竖向,并有7种不同尺寸搭配组合,羽翼材料采用15mm厚铝合金,整个立面效果富有韵律气息(详见图一);其主要重难点:
①15mm厚铝合金羽翼连接方式:
羽翼悬挑最大尺寸有360mm,连接上为了其受力更加合理,在铝龙骨前端设置一条筋用于固定羽翼,使羽翼外侧边到连接点尽量缩短,以减小受风时对连接点产生的弯矩(详见图二);
连接处羽翼设置成双卡式插接,再通过螺钉进行紧固,使羽翼与立柱更好的融为一体,提高受力性能,同时螺钉设置在明框扣盖的侧面,不仅满足后期羽翼的更换条件,而且螺钉隐藏在不可视位置,使外立面整体效果干净(详见图二);
横向与竖向羽翼交接处,为了避免不平整,且保证拼接密实,在竖向羽翼上端开设螺纹孔,采用螺钉将横、竖羽翼连成一体,受力上可以相互起到帮助,效果上不管近看与远看都显得格外精致(详见图二);
②错缝式单元电梯预留口的收尾做法:
错缝单元式幕墙里,为了保证前期电梯口以外的单元板块能有序的安装,通常电梯预留口处的边部板块,会出现上板块挡住下板块的情况,使下板块的上横料交接处欠缺安装横滑块和打密封防水胶的操作空间,而且板块安装难度大;为了更好的简化单元板块安装和便于现场操作,突破传统板块的约束,将电梯口最边部单元板块的上横料进行两段分离,其中一段预先固定在邻边板块位置,巧妙的避开了上板块对其安装横滑块的空间影响,有效的提高了安装效率,也保证了单元式幕墙体系的防水性能、受力性能;(详见图三)
2.3大堂拉索幕墙设计与施工
拉索幕墙有着通透性好,占用空间小等特点,在建筑幕墙里也是得到广泛使用;本项目塔楼1~3层大堂采用的为单索幕墙,拉索竖向总高度15.3米,横向分格1.8米,玻璃高度按一层楼高设置,为5.1米,整体分格较大、转角较多,在设计过程中需要更加谨慎,主要涉及以下几点:
①与主体的连接形式:
由于单索幕墙对主体的支座反力较大,在工程前期需及时提供相关反力给结构院复核主体结构受力;另外首层埋件如果采用传统的板埋,锚筋将会很长,混凝土椎体破坏计算也难以满足,埋件会无比巨大,对现场埋件施工难度很高;为了更好的保证受力,本项目采用钢埋件与主体钢梁焊接方式,在主体还未浇筑之前,将钢埋件与主体钢梁进行焊接,并与主体钢筋精心配合,预留好穿钢筋的孔位,这样使钢埋件与主体融为一体,受力性能好;
拉索上、下钢支座都是与主体直接焊接,需选用与主体焊接部位一样的钢材质Q345B,这样才能更好的保证焊缝质量;
②拉索变形状态的考虑:
由于单索幕墙受风状态时变形较大,设计时一定需重点考虑其伸缩空间:(1)首先胶缝需预设能满足变形的宽度,竖索+横索位置采用16mm,单独竖索位置根据计算需采用20mm;(2)玻璃面板的固定方式,考虑玻璃高度较大,如果采用不锈钢夹板形式,将不能满足角度调节的需求,通过计算及放线模拟,最终选用驳接件固定方式;(3)转角部位,由于玻璃一边固定在拉索上,一边固接在主体混凝土柱,为了满足受风状态时挠度变形的调节,驳接爪头需选用可旋转角度大的;
2.4隐藏式驳接全玻幕墙设计与施工
驳接全玻幕墙有着效果通透、简洁等优越性,因此,驳接全玻幕墙也是越来越受建筑师的青睐,现本项目裙楼5个小体块的幕墙形式就为驳接全玻幕墙;而目前,玻璃面板位置的驳接件通常都是采用玻璃肋外夹钢板形式,使玻璃幕墙整体略显繁杂,空间感较差,综合考虑以上问题,本项目设计了一种新型的隐藏式驳接全玻幕墙;具体重难点如下:
①隐藏驳接件的设置:
为了驳接全玻幕墙更加简洁和展现一体化设计的科技感,及整体性能更好,本项目玻璃肋使用三片夹胶玻璃,夹胶膜采用SGP;具体做法,在驳接件位置的玻璃肋中片玻璃,设置一个避让驳接件的凹口,将驳接件隐藏到玻璃肋内侧,为了使凹口位置保证夹胶膜的完整性,玻璃合片时,将不锈钢驳接件一并组装,这样既避免了玻璃肋自爆后驳接件脱落的危险性,同时减少了现场的安装工序,也使玻璃肋与连接件浑然一体的感觉,整体明净、纤细而不失稳重、建筑效果非常好(详见图七);
②支座连接样式:
由于玻璃面板与玻璃肋重量都较大,连接方式更需重点考虑:(1)玻璃肋上的螺栓孔,结合玻璃加工及受力要求,孔边距需预设一定的余量;(2)螺栓与玻璃肋连接处采用4mm厚专用铝套管,解决了传统的尼龙套管易老化问题,增加了耐久性和安全性;(3)钢连接件采用直接与主体埋件焊接固定,
使受力更加刚性,同时避免叠加误差和长期受压导致的下沉;(4)由于钢连接件在室内可见区域,为了保证室内统一效果,采用1.5mm不锈钢从两侧进行包饰,固定点设置在上侧,整体效果稳固、简洁(详见图八);
3结束语
本幕墙工程综合考虑了建筑的美观性、安全性,通过精心设计,把控好每一个细节,完美的呈现了建筑靓丽的造型,并对错缝式羽翼单元系统、拉索幕墙、驳接全玻幕墙的设计及构造进行了详细的经验分析,为今后这类工程的设计及施工提供了参考与借鉴。
参考文献:
[1]玻璃幕墙工程技术规范(JGJ102-2003)
[2]金属与石材幕墙工程技术规范(JGJ133-2001)
[3]钢结构设计规范(GB50017-2003)
[4]建筑幕墙(GB/T21086-2007)
[5]民用建筑设计通则(GB50352-2005)