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超高层异型单元式玻璃幕墙的设计要点分析

2021-03-31

建筑与装饰 2021年8期
关键词:单元式单元体铝板

中南建筑设计院股份有限公司 湖北 武汉 430000

1 工程的概述

某金融中心项目区域在某市北街西侧,总规划用地面积约71598.11m2。本文针对改地块中的T2塔楼的建筑幕墙分析超高层幕墙的设计要点,该塔楼建筑总高度319.04m,裙楼建筑总高度约41.7m,幕墙面积约6.5万m2。地下3层,塔楼地上67层,裙楼地上6层。结构选型为框架-核心筒体系,出屋面结构为钢结构[1]。

2 塔楼大面圆弧幕墙的系统设计要点

大面圆弧幕墙的幕墙板块宽度1.4m,幕墙板块间的折线水平夹角179.5°;因为角度较小,实际放样横梁端部切斜角距离仅为1.02mm。过小的距离使其很难实现车间内的加工,横梁端部仍按照90°切角,平面角度安装时,通过接缝调整适应角度变化;最终确定采用板块折线拟合的方式完成圆弧造型,但本方案一定要合理设置,注意前端竖向胶条的截面设计,保证防水性能。其他建筑幕墙项目,如果幕墙板块水平夹角较大时,一般横梁端部切角≥5mm,横梁端部必须按照实际角度加工,角度通过横梁切角度解决,单元板块角度为实际;由于幕墙水平分格与幕墙板块水平夹角影响较大,所以设计初期应与建筑师充分沟通,做到有的放矢。单元幕墙通过幕墙板块上的挂件和预先设置在结构上的单元体挂座挂接,实现单元体幕墙的安装。本工程用于幕墙连接的钢结构环型边梁考虑到工程造价等因素,未考虑弯弧处理,均为直线段,这样就造成了选择侧面连接方案时,转接件长度规格较多、现场焊接量大等不足。本工程的楼板采用成品钢楼承板的楼板形式,标准混凝土板厚为120mm,很难满足槽式埋件的埋设需要;经过与建筑结构院的多次沟通,最终选择楼板外轮廓向内500mm范围内局部加厚到200mm的做法,满足槽式埋件的埋设需要,需提前了解槽式埋件对于混凝土厚度的要求等[2]。

3 凹槽内单元式玻璃幕墙的系统设计要点

凹槽内单元式玻璃幕墙的幕墙板块宽度1.4m,层高为4.2m和5.4m;通过对于幕墙犀牛模型的分析,立面幕墙在14层标高69m的位置为分界线,分界线以下幕墙板块向外倾斜,分界线以上幕墙板块为向内倾斜。由于单元体板块之间的竖向夹角接近180°,采用单元体板块折线拟合的方式实现。尤其应当注意的是分界线以上的幕墙单元体板块(内倾斜),需要关注单元体幕墙的上横梁截面设计,排水角度由常规的3%加大到4%,保证单元体幕墙的排水性能。

4 凹槽侧面转角单元式铝板幕墙的系统设计要点

由于单元体铝板幕墙的板块扭转造型,通过犀牛软件逐层对板块间翘曲值进行分析。通过得到的数据,按照层数对单元板块进行归集,确定合理的区段划分;选择每5层的单元体铝板幕墙板块进行归类时,翘曲值不大于2mm,满足设计要求;整个建筑立面分为10种铝板单元体幕墙板块。铝板单元板块造型复杂,出挑距离较多,设计原则考虑功能性与装饰性分离,更好的实现建筑功能和外立面效果。铝板单元体龙骨选择钢铝结合方式;受力杆件为钢材,满足强度刚度要求;铝型材主要解决单元板块插接和排水连续的功能性要求。

5 超高层建筑幕墙避难层的幕墙系统设计

自建筑的首层至第一个避难层的高度不应大于45m,两个避难层之间的高差不宜大于45m。通向避难层的防烟楼梯应在避难层分隔、同层错位或上下层断开,使人员均必须经避难层方能上下;避难层的净面积应能满足设计避难人员避难的要求,并宜按5人/m2计算。由于避难层可兼作设备层,但设备管道宜集中布置;本工程10、20、29、39、49、59层为避难层,避难层层高7m,标准楼层层高为4.2m和5.4m。避难层由于层高高、跨度大,标准单元体幕墙龙骨无法满足需要,针对此种实际情况,我们考虑加大单元体幕墙龙骨或者增加钢立柱的方式解决。由于单元体幕墙与土建结构边的进出位关系是确定的,所以单元体龙骨的龙骨截面加大也是有一定局限性的;本工程由于层高较高,幕墙龙骨截面加大后与土建结构的进出位较小,调节量小,所以未选择截面加大的方案。增加钢立柱的方式时主受力龙骨为钢型材,铝合金龙骨可以采用增加挂点的方式增加受荷载能力,也便于幕墙工程型材截面的统一,减少开模费用;最终选择在龙骨后侧增加钢立柱的方案(如图1)。

图1

由于避难层兼做设备层,设备层的机房需要建筑幕墙具有通风和防风雨的功能,由于超高层幕墙的风压较大,对于防风雨百叶的选择尤为重要。本工程凹槽内幕墙采用在设备层选用防风雨百叶,大面幕墙由于效果需要,选择玻璃百叶效果,后面设置防风雨百叶,满足性能需要。

6 结束语

在现代超高层建筑中,常采用单元式玻璃幕墙,其不但可以减少人工操作量、提高预制品加工精度。总之,要严格把好安全质量关,运用先进的设计技术和分析手段以及专业的测量和检测方法,才能完成令用户满意的精品工程。

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