中南建筑設(shè)計院股份有限公司 湖北 武漢 430000
某金融中心項(xiàng)目區(qū)域在某市北街西側(cè),總規(guī)劃用地面積約71598.11m2。本文針對改地塊中的T2塔樓的建筑幕墻分析超高層幕墻的設(shè)計要點(diǎn),該塔樓建筑總高度319.04m,裙樓建筑總高度約41.7m,幕墻面積約6.5萬m2。地下3層,塔樓地上67層,裙樓地上6層。結(jié)構(gòu)選型為框架-核心筒體系,出屋面結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)[1]。
大面圓弧幕墻的幕墻板塊寬度1.4m,幕墻板塊間的折線水平夾角179.5°;因?yàn)榻嵌容^小,實(shí)際放樣橫梁端部切斜角距離僅為1.02mm。過小的距離使其很難實(shí)現(xiàn)車間內(nèi)的加工,橫梁端部仍按照90°切角,平面角度安裝時,通過接縫調(diào)整適應(yīng)角度變化;最終確定采用板塊折線擬合的方式完成圓弧造型,但本方案一定要合理設(shè)置,注意前端豎向膠條的截面設(shè)計,保證防水性能。其他建筑幕墻項(xiàng)目,如果幕墻板塊水平夾角較大時,一般橫梁端部切角≥5mm,橫梁端部必須按照實(shí)際角度加工,角度通過橫梁切角度解決,單元板塊角度為實(shí)際;由于幕墻水平分格與幕墻板塊水平夾角影響較大,所以設(shè)計初期應(yīng)與建筑師充分溝通,做到有的放矢。單元幕墻通過幕墻板塊上的掛件和預(yù)先設(shè)置在結(jié)構(gòu)上的單元體掛座掛接,實(shí)現(xiàn)單元體幕墻的安裝。本工程用于幕墻連接的鋼結(jié)構(gòu)環(huán)型邊梁考慮到工程造價等因素,未考慮彎弧處理,均為直線段,這樣就造成了選擇側(cè)面連接方案時,轉(zhuǎn)接件長度規(guī)格較多、現(xiàn)場焊接量大等不足。本工程的樓板采用成品鋼樓承板的樓板形式,標(biāo)準(zhǔn)混凝土板厚為120mm,很難滿足槽式埋件的埋設(shè)需要;經(jīng)過與建筑結(jié)構(gòu)院的多次溝通,最終選擇樓板外輪廓向內(nèi)500mm范圍內(nèi)局部加厚到200mm的做法,滿足槽式埋件的埋設(shè)需要,需提前了解槽式埋件對于混凝土厚度的要求等[2]。
凹槽內(nèi)單元式玻璃幕墻的幕墻板塊寬度1.4m,層高為4.2m和5.4m;通過對于幕墻犀牛模型的分析,立面幕墻在14層標(biāo)高69m的位置為分界線,分界線以下幕墻板塊向外傾斜,分界線以上幕墻板塊為向內(nèi)傾斜。由于單元體板塊之間的豎向夾角接近180°,采用單元體板塊折線擬合的方式實(shí)現(xiàn)。尤其應(yīng)當(dāng)注意的是分界線以上的幕墻單元體板塊(內(nèi)傾斜),需要關(guān)注單元體幕墻的上橫梁截面設(shè)計,排水角度由常規(guī)的3%加大到4%,保證單元體幕墻的排水性能。
由于單元體鋁板幕墻的板塊扭轉(zhuǎn)造型,通過犀牛軟件逐層對板塊間翹曲值進(jìn)行分析。通過得到的數(shù)據(jù),按照層數(shù)對單元板塊進(jìn)行歸集,確定合理的區(qū)段劃分;選擇每5層的單元體鋁板幕墻板塊進(jìn)行歸類時,翹曲值不大于2mm,滿足設(shè)計要求;整個建筑立面分為10種鋁板單元體幕墻板塊。鋁板單元板塊造型復(fù)雜,出挑距離較多,設(shè)計原則考慮功能性與裝飾性分離,更好的實(shí)現(xiàn)建筑功能和外立面效果。鋁板單元體龍骨選擇鋼鋁結(jié)合方式;受力桿件為鋼材,滿足強(qiáng)度剛度要求;鋁型材主要解決單元板塊插接和排水連續(xù)的功能性要求。
自建筑的首層至第一個避難層的高度不應(yīng)大于45m,兩個避難層之間的高差不宜大于45m。通向避難層的防煙樓梯應(yīng)在避難層分隔、同層錯位或上下層斷開,使人員均必須經(jīng)避難層方能上下;避難層的凈面積應(yīng)能滿足設(shè)計避難人員避難的要求,并宜按5人/m2計算。由于避難層可兼作設(shè)備層,但設(shè)備管道宜集中布置;本工程10、20、29、39、49、59層為避難層,避難層層高7m,標(biāo)準(zhǔn)樓層層高為4.2m和5.4m。避難層由于層高高、跨度大,標(biāo)準(zhǔn)單元體幕墻龍骨無法滿足需要,針對此種實(shí)際情況,我們考慮加大單元體幕墻龍骨或者增加鋼立柱的方式解決。由于單元體幕墻與土建結(jié)構(gòu)邊的進(jìn)出位關(guān)系是確定的,所以單元體龍骨的龍骨截面加大也是有一定局限性的;本工程由于層高較高,幕墻龍骨截面加大后與土建結(jié)構(gòu)的進(jìn)出位較小,調(diào)節(jié)量小,所以未選擇截面加大的方案。增加鋼立柱的方式時主受力龍骨為鋼型材,鋁合金龍骨可以采用增加掛點(diǎn)的方式增加受荷載能力,也便于幕墻工程型材截面的統(tǒng)一,減少開模費(fèi)用;最終選擇在龍骨后側(cè)增加鋼立柱的方案(如圖1)。
圖1
由于避難層兼做設(shè)備層,設(shè)備層的機(jī)房需要建筑幕墻具有通風(fēng)和防風(fēng)雨的功能,由于超高層幕墻的風(fēng)壓較大,對于防風(fēng)雨百葉的選擇尤為重要。本工程凹槽內(nèi)幕墻采用在設(shè)備層選用防風(fēng)雨百葉,大面幕墻由于效果需要,選擇玻璃百葉效果,后面設(shè)置防風(fēng)雨百葉,滿足性能需要。
在現(xiàn)代超高層建筑中,常采用單元式玻璃幕墻,其不但可以減少人工操作量、提高預(yù)制品加工精度??傊獓?yán)格把好安全質(zhì)量關(guān),運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)計技術(shù)和分析手段以及專業(yè)的測量和檢測方法,才能完成令用戶滿意的精品工程。