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北京嘉德艺术中心网片式玻璃幕墙设计探讨

来源:2016年会论文集  作者:姜清海  日期:2016-4-6
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  摘要:本文阐述了北京嘉德艺术中心幕墙的特殊性、设计难点及对应的解决方案,提出了单元式幕墙和构件式幕墙之外的一种新的幕墙结构-网片式结构系统的设计应用,以及小单元玻璃板块的合理应用。
  关键词:钢结构锚板、网片式幕墙、小单元板块

  大多数工程在主体钢结构施工时,幕墙结构形式尚未最终确定,导致钢结构加工时无法提前将幕墙用的锚固钢板预先焊接在钢结构构件上。或者由于商务方面的问题,即使幕墙锚固方案已确定,也会导致在总包施工时无法完成幕墙锚固铁件施工。本项目也不例外,由于幕墙设计方案滞后,导致钢结构施工时无法提前完成幕墙用锚固钢板施工。而现场混凝土楼板也不能满足预埋的要求,故幕墙用锚固件(词条“锚固件”由行业大百科提供)只能在现场进行后施工。经与设计院结构工程师、监理公司、总包方反复研究讨论,并在现场钢结构焊接进行测试试验,选择对主体钢结构影响最小的施工方法实现后锚固钢板的焊接施工连接,最终确定后锚固钢板施工须达到如下要求:(1)后锚固钢板选用12厚钢板肋板焊接在主体钢结构的H形钢柱及钢梁的翼缘之间的腹板上,不得单独焊接在翼缘板边。(2)焊缝高度为4~6mm,焊缝必须分段焊接,连续施焊的长度不得超过100mm。(3)施工顺序为沿钢构(词条“钢构”由行业大百科提供)件中心线对称焊接,焊接部位按钢结构的防腐要求补刷防腐漆及防火涂料。(4)幕墙与主体钢结构之间的连接必须为螺栓铰接,不得为全焊接刚接连接,即幕墙与主体钢结构之间的连接件(词条“连接件”由行业大百科提供)必须一端是焊接另一端为螺栓连接;

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  上述方案确定后,现场即可按实测钢梁钢柱的尺寸下料加工锚固钢板,再按上述要求进行焊接,解决了与总包及钢结构之间的工艺交叉施工问题。实际施工如下图所示:

  在H形钢梁的上下翼缘板之间焊接竖向钢板肋板,幕墙连接件支座与此钢肋板采用不锈钢螺栓连接,与幕墙钢网片进行焊接连接,如下图所示;

  在H形钢柱的左右翼缘板之间焊接横向钢板肋板,幕墙连接件支座与此钢肋板采用不锈钢螺栓连接,与幕墙钢网片进行焊接连接,如下图所示;

  由于钢支座悬挑尺寸较大,为防止钢网片在自重作用下下垂,钢柱上的支座另设置了斜向拉杆,以确保钢网片的稳定性;

 

  三、玻璃板块的构造系统设计

  按照建筑师仿古青砖墙“磨砖对缝”的设计理念,玻璃幕墙的结构支撑系统采用焊接钢网片已解决了主次龙骨与主体钢结构的特殊支撑问题,接下来就须解决玻璃面板(词条“玻璃面板”由行业大百科提供)的连接固定问题。“玻璃砖”需要达到“漂浮”在主体结构外表面的效果,就必须在每件“玻璃砖”的四周均设计为凹槽,因此传统的压条明框幕墙和压块式隐框幕墙的构造均不能实现这种效果。

  经反复论证并在现场安装多种形式的实物样板,最终采用了“小单元”玻璃板块解决了这一难题,完美实现了建筑师的设计理念。

  四、层间防火设计

  由于“玻璃砖”的模数为1733×837.5(按柱跨5200三等分,层高3350四等分),导致室内酒店客房的隔墙与幕墙竖向龙骨总有50%的龙骨不能对齐,且水平方向的横龙骨(词条“横龙骨”由行业大百科提供)与楼板地面完成面也不能对齐,给楼层间的防火及房间之间的隔声封堵带来很大的困难。

  如图所示,在满足室内采光、透视等各种测试要求后,确定了玻璃砖的高度分布方式,而按此分布方式,结构楼板则位于玻璃板块的中央位置,主体结构梁底及楼板面均与幕墙的横向龙骨不能对齐,且相距尺寸较大。这不仅给室内装修设计带来了困难,也给外幕墙的层间防火设计及施工带来了很大困难。

  如何在满足建筑师的要求下,又能满足《建筑设计防火规范》的要求?按照规范要求,“无窗间墙窗槛墙的幕墙,应在每层楼板外沿设置耐火极限不低于1.00h、高度不低于0.8m的不燃烧实体裙墙(词条“裙墙”由行业大百科提供)”,且“幕墙与每层楼板、隔墙处的缝隙应采用防火封堵(词条“防火封堵”由行业大百科提供)材料封堵”。本项目幕墙距离主体结构楼板边的空间较大,达到450mm,因此必须在幕墙边沿设置800高的防火层,且应与主体结构楼板进行封堵。经多方案反复比选,最终采用了实体防火层与铯钾防火玻璃相结合的方式解决了这一难题。

  具体方法是:沿幕墙水平横龙骨与主体钢梁之间设置1.5mm厚的镀锌钢板,上铺设100厚的防火岩棉(词条“岩棉”由行业大百科提供),先解决幕墙与结构楼板之间的缝隙封堵问题。在层间防火高度方向,原本设计将分格高度837.5范围内沿上下分格的横向钢管之间布置1.5mm厚的镀锌钢板,外侧安装2mm厚的氟碳喷涂铝板(词条“铝板”由行业大百科提供),在板与镀锌钢板之间填塞100mm厚的防火岩棉,与上下两层的钢龙骨共同形成高度不低于800mm的防火层;但建筑师坚持要求楼板以上为采光透视区域,不同意采用钢板和防火棉封堵。最终采用了防火隔断(词条“隔断”由行业大百科提供)与透明铯钾防火玻璃共同形成800mm高的防火层,既满足了建筑师室内透视的要求,也满足了防火规范的要求.

  本文仅就上述四个方面分析了本项目幕墙的特殊性,而本项目的复杂之处还远不止上述几个方面,这也只是其中的一种形式的幕墙,除此之外还有其他五种类型的幕墙系统,而每种类型的幕墙均有其特殊性,另外在通风设计、节能设计、室外吊顶设计等各个方面还有诸多可圈可点之处。

  参考文献

  〔1〕中华人民共和国建筑工业行业标准《小单元建筑幕墙》JG/T216-2007

  〔2〕中华人民共和国国家标准《建筑设计防火规范》GB50016-2014

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专家介绍

 姜清海

铝门窗幕墙委员会专家组

工作单位:中山盛兴股份有限公司

技术职称:高级工程师

专业:建筑幕墙技术及产品研发,工程设计、施工、监理,工程技术顾问

专长:幕墙工程技术规范、标准编制,各种幕墙结构系统设计,幕墙新技术、新产品、新工艺研发,幕墙专利技术产品开发

原文地址:http://www.52mqw.com/info/2016-4-6/41045-1.htm
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