世界上第一座網(wǎng)架式幕墻是如何實(shí)現(xiàn)的

世界上第一座網(wǎng)架式幕墻是如何實(shí)現(xiàn)的

      澳門(mén)地標(biāo)摩珀斯酒店由扎哈建筑公司設(shè)計(jì)，耗資11億美元(折合人民幣65億)，最終呈現(xiàn)出另一個(gè)令人驚嘆的世界。整座建筑物的外骨骼自由的形狀在周圍的建筑群中突出。整體方案難度最高，也最有視覺(jué)沖擊力，毫無(wú)疑問(wèn)它是一座向內(nèi)彎曲的空中廊橋，從遠(yuǎn)處看去整個(gè)外形幾乎可以看出以一個(gè)不能理解的角度扭曲實(shí)現(xiàn)的難度。

一、項(xiàng)目概況

全工程高度154.8米，共43層，幕墻面積約4.5萬(wàn)㎡。整體造型以鋁板包覆的漸變受力網(wǎng)架骨架，與外部玻璃幕墻融為一體，形成中間平滑曲面

轉(zhuǎn)變成了三個(gè)不規(guī)則的洞。

它的外骨骼網(wǎng)狀鋼結(jié)構(gòu)包圍著混凝土核心，整個(gè)外形非常獨(dú)特，在材料上使用了五種不同的玻璃面板和雙曲鋁面板，以加強(qiáng)視覺(jué)效果，同時(shí)也減少了內(nèi)部結(jié)構(gòu)的需要。

設(shè)計(jì)靈感來(lái)源于中國(guó)傳統(tǒng)玉雕的平滑曲線，建筑的風(fēng)形也決定了它的建造難度。據(jù)統(tǒng)計(jì)，該項(xiàng)目耗鋼量約為28000噸，與4座埃菲爾鐵塔耗鋼量相當(dāng)。而48000平方米的玻璃足夠容納12萬(wàn)張“蒙娜麗莎的微笑”，70500平方米的鋼筋混凝土建筑疊加起來(lái)，比28個(gè)奧運(yùn)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)泳池還要多。

二是幕墻設(shè)計(jì)特點(diǎn)

該工程中網(wǎng)架的漸變骨架位于建筑物的最外層，而玻璃幕墻位于其中。

層間可視區(qū)采用獨(dú)立安裝模式，形成獨(dú)立的單元板。層間板與結(jié)構(gòu)四點(diǎn)支撐，可見(jiàn)板可從室內(nèi)安裝，插入兩層間板之間，建立在下一層的層間板上。

鋼構(gòu)牛腿上的層間單元板，設(shè)計(jì)成可分割的半塊，可在現(xiàn)場(chǎng)直接組合、固定、密封，并可可靠防水處理。

小彎弧為轉(zhuǎn)角弧板，需嚴(yán)格控制面板的精度，以保證無(wú)任何波紋，同時(shí)還要控制拉彎型面及加工裝配的精度，以保證其性能。

中間位置，全為異形單元板，其中有很多單元板有扭轉(zhuǎn)，其所有面板都需要做扭轉(zhuǎn)彎曲，板框均為非共面直線拼接。

三大面幕墻的技術(shù)解析

本工程的結(jié)構(gòu)框架在幕墻外，鋼結(jié)構(gòu)的主體與幕墻玻璃面的距離只有400 mm。主體不能全部安裝需要將主體按高度方向拆分成可視部分和層間部分兩個(gè)單元，先裝層間板，再裝可視板，見(jiàn)圖1。

△圖1單元安裝過(guò)程示意圖

層間板單元板設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)采用四個(gè)掛點(diǎn)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、可行。上面的橫梁與普通的橫滑式單元幕墻一致，下面的橫梁設(shè)計(jì)有兩條完整的密封線，如圖2所示。

△圖2層間斷面

對(duì)于層間單元體標(biāo)準(zhǔn)位上的節(jié)點(diǎn)，其設(shè)計(jì)特點(diǎn)是：可視化板落在層間板上，注意左右限制，限制方式為柱壁卡入橫梁上預(yù)設(shè)的凹口，左右預(yù)留2 mm的活動(dòng)范圍，可視化板可繞支撐點(diǎn)移動(dòng)，如圖3所示。

△圖3標(biāo)準(zhǔn)位上的標(biāo)準(zhǔn)層間節(jié)點(diǎn)

對(duì)于層間單元體標(biāo)準(zhǔn)位下節(jié)點(diǎn)，其設(shè)計(jì)特點(diǎn)為：視覺(jué)板安裝在不需要安裝 L碼的地方，切開(kāi)一個(gè)略微大于 L碼的空隙，如圖中藍(lán)色標(biāo)出的位置； L碼插入并滑移到所需位置(兩端+中間)，兩端 L碼起結(jié)構(gòu)支撐，中間 L碼用來(lái)防止密封片扭曲；卡入帶膠條的通長(zhǎng)密封片，密封片之間打密封膠，形成連續(xù)的密封帶。在圖4中可以看到。

△圖4標(biāo)準(zhǔn)位下的圖層間節(jié)點(diǎn)

在層間板塊設(shè)計(jì)中，牛腿板塊方案尤為重要。由于結(jié)構(gòu)牛腿的預(yù)先存在，該板只能被分割為橫梁現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接單元，并在單元體與牛腿之間進(jìn)行防水現(xiàn)場(chǎng)安裝，注意確保可見(jiàn)板立柱位置有掛件，避免橫梁承受集中力，見(jiàn)圖5。

△圖5牛腿節(jié)點(diǎn)和三維圖形

可視化單元體板設(shè)計(jì)

可見(jiàn)板下端坐于層間板上，上端卡住層間板，本身沒(méi)有掛接點(diǎn)。由于戶外有結(jié)構(gòu)網(wǎng)架，因此只能在室內(nèi)更換玻璃，見(jiàn)圖6。

△圖6可見(jiàn)的板結(jié)點(diǎn)和三維圖形

這一設(shè)計(jì)有幾個(gè)要點(diǎn)：

*板通過(guò)卡槽的左右限制；

對(duì)垂直于幕墻的扣板，必須采用機(jī)械防脫措施，防止臺(tái)風(fēng)造成扣板脫落。

不規(guī)則單元體系技術(shù)解析

本項(xiàng)中的不規(guī)則單元體，沒(méi)有一塊是一樣的，所以每塊單元體都要放樣。為了提高正確性和效率，本文采用 BIM模型，如圖7所示。

△圖7 BIM模型圖解及安裝步驟

因工程角度較大，開(kāi)模次數(shù)較多，為減少開(kāi)模次數(shù)，采用區(qū)域分段開(kāi)模的方法：

第§層間立柱與可視區(qū)立柱夾角在161°~180°范圍內(nèi)，每隔3°設(shè)置一系列模具；

§橫梁與室內(nèi)地面的夾角范圍為82~105°的區(qū)域，使用同一系列模具，確保在82°的最小角度處至少有1°的外傾，以保證有限的排水；

橫截面與室內(nèi)地面之間的夾角為67~82°和105~110°，如圖8所示。在每隔三度打開(kāi)一組模具，確保兩個(gè)橫梁之間的平穩(wěn)過(guò)渡及其性能。

△圖8橫梁極限傾角及傾角圖

5.框架系統(tǒng)技術(shù)分析

骨架系統(tǒng)，是一個(gè)小型鋼制骨架，由外部骨架網(wǎng)架支撐，最大跨度8 m×12 m，如圖9所示，其中淺藍(lán)色為可視板，深藍(lán)色為結(jié)構(gòu)板。

△圖9三維框架圖

系統(tǒng)的關(guān)鍵在于鋼架的布置和優(yōu)化。在外層骨網(wǎng)框架上，主要是橫向龍骨，豎向龍骨作為次受力龍骨，突出支撐點(diǎn)，將分格寬度縮小到8 m×4.7 m。對(duì)細(xì)部來(lái)說(shuō)，對(duì)小單元45°角的斷水進(jìn)行設(shè)計(jì)是工程中不可缺少的一項(xiàng)措施，其構(gòu)思見(jiàn)圖10~13。

△圖10鋼結(jié)構(gòu)布置圖(區(qū)域1/4)

△圖11高跨度大樣圖

△圖12鋼構(gòu)架單元體系

△圖13三位數(shù)字圖

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