案例:超高层建筑空间曲面幕墙工程设计

发布时间: 2018-05-29    浏览(514)

本文对幕墙工程外表面进行了形体设计分析,为超高层空间异形单元式幕墙设计提供新的设计思路。

建筑设计在全球各地掀起了创新高潮,建筑外表皮不断尝试突破极限,空间异形的建筑外观越来越普遍、流行。幕墙作为建筑的外围护结构,直接影响到建筑视觉效果的表达。为实现空间异形的建筑外观,同事满足幕墙系统结构安全、各项性能可靠,对幕墙设计提出了越来越高的要求。

单元式幕墙在超高层建筑中应用越来越广泛,对于造型方正的建筑外观,幕墙设计很容易实现,对于有规律变化的曲面造型建筑外观,幕墙采用以折代曲、异形板块等处理方式来实现。但是对于空间异形、没有任何规律变化的建筑外观,仅采用以前传统的设计思路,是难以实现的。

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本文通过珠海中心幕墙工程设计案例,对空间扭曲、相邻楼层无任何规律的错层幕墙进行设计探讨分析。

1.工程概述

珠海中心项目坐落于珠海市香洲区湾仔十字门中央商务区,与澳门及珠海横琴自贸区隔海相望,建筑面积146836平方米。幕墙面积5.7万平方米,地上65层,建筑高度358.8米,主体结构为钢筋混凝土框架-核心简结构,为珠海第一高楼、珠海地标性建筑。首层为入口大堂,2-34层为办公区,35-65层酒店客房区及酒店配套区,并设有8、16、35、51层四层避难层。

项目幕墙类型有单元式玻璃幕墙系统、拉索单元式幕墙系统、拉索点玻幕墙系统、石材陶土板幕墙系统、雨蓬幕墙系统等,其主要系统为单元式玻璃幕墙系统,约占90%的幕墙工程量,也是项目设计的重点与难点。玻璃采用8+1.52PVB+8+12A+12mm钢化中空夹胶Low-E超白玻璃。其他材料均采用绿色环保材料,整个玻璃幕墙系统满足国家节能环保相关规范要求。

2.单元式幕墙设计分析

a.建筑体态特征

该建筑外皮由两个没有任何规律的空间弧形相交而成,A弧线旋转而成A弧体,B弧线旋转而成B弧体,然后两弧体相交,形成建筑幕墙外皮。

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本建筑为没有任何规律的自由空间扭曲体,每一个标高位平面的圆心不在统一铅垂线上且圆半径都不相同,外形及其复杂,无任何规律可循。

b.对于空间扭曲幕墙设计,首先对建筑外皮进行模型优化分析,既能满足幕墙安装的可行性,同时尽量接近原建筑外形,进而再对幕墙系统进行设计分析。对建筑外皮模型进行优化分析,先逐层对外皮进行修正分析,从经济适用、加工和安装的可行性方面考虑,应采用以折代曲的方式处理。由于该立面形成过程中,平面圆心不在同一铅垂线上,随着层高的变化,半径也在变化,因此,幕墙单元板块(平板)为适应立面造型,会出现四点不共面情况。

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本工程单元板块总数量为7658块,板块翘曲值从0变化到25mm,且没有任何规律变化,板块翘曲值分布比例见图八。为解决板块翘曲的问题,既能满足幕墙安装的可行性,同时尽量接近原建筑外形,每个楼层优化处理为折线形状,相邻上下楼层进行错层分离的方法来处理,见图九。

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由于立面造型的特殊性,相邻楼层是没有任何规律的错层,如图十。

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C.幕墙设计分析

对于相邻楼层无任何规律的错层幕墙设计,我们设计了一种分离式水槽方法,即将单元板块的顶横梁拆分为顶横梁和水槽,通过螺栓连接,顶横梁料适应本层幕墙边线,水槽料适应本层幕墙边线,顶横梁和水槽料之间的位置关系可以不断的调整,从而可以解决错层无规律的幕墙设计问题。如图十一。


这种设计方法很好地解决了空间自然扭曲幕墙的问题。

本工程项目典型大样图,详见图十二。幕墙主要横向分格约1.6米,层高有4.65米.5.0米,幕墙板块之间的水平夹角、竖向夹角均为变值、且没有规律。


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现场施工图,如图十六、十七。

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建筑外观的不断创新,空间异形建筑的流行,对于幕墙设计的挑战是越来越大。为实现建筑外观,同时满足幕墙的各项性能及加工、安装的要求,是一个需要不断探讨的课题。

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本篇文章内容由[渝锦诚建筑]


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标签: 设计 设计方案 设计案例

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