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摘要：深圳機(jī)場(chǎng)衛(wèi)星廳位于T3航站樓北側(cè)，總建筑面積約為24萬(wàn)平方米，通過(guò)捷運(yùn)系統(tǒng)連接T3航站樓和規(guī)劃中的T2航站樓。衛(wèi)星廳蛋卷形的建筑外殼，呈現(xiàn)出流暢、圓潤(rùn)的外觀;與T3航站樓六角形表皮及流線造型遙相呼應(yīng)。立面幕墻上設(shè)置白色魚(yú)鱗形遮陽(yáng)構(gòu)件，在充分發(fā)揮遮陽(yáng)、節(jié)能功效時(shí)，又為建筑帶來(lái)靈動(dòng)、活潑的氣息。本文通過(guò)衛(wèi)星廳項(xiàng)目，對(duì)場(chǎng)館類(lèi)幕墻特點(diǎn)及異形遮陽(yáng)構(gòu)件應(yīng)用技術(shù)，進(jìn)行探討、以供參考。
關(guān)鍵詞：機(jī)場(chǎng)幕墻、遮陽(yáng)裝飾構(gòu)件
1 工程概況
衛(wèi)星廳項(xiàng)目整體呈X造型，主樓由四條直線指廊及弧形中央指廊組成;東北、西北指廊幕墻高13.7～22米，中央及南面指廊幕墻高度22米 ，呈南高北低的趨勢(shì)。主要幕墻系統(tǒng)包括：指廊外幕墻、指廊端口幕墻、首層全玻幕墻、玻璃雨棚、吊頂格柵、遮陽(yáng)構(gòu)件等，工程總計(jì)約8萬(wàn)平米;其中指廊外幕墻面積約4萬(wàn)平方米。
本文以指廊玻璃幕墻系統(tǒng)為例，分析機(jī)場(chǎng)類(lèi)幕墻系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，并對(duì)遮陽(yáng)裝飾構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)做探討，以供類(lèi)似項(xiàng)目參考。
項(xiàng)目位于沿海開(kāi)闊地帶，地面粗糙度為A類(lèi)，基本風(fēng)壓0.9kPa;建筑層數(shù)5層，屋面為鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架屋面。指廊幕墻采用全明框系統(tǒng)，橫豎龍骨均為鋼結(jié)構(gòu);頂部玻璃內(nèi)傾，底部玻璃外倒;玻璃外側(cè)設(shè)置遮陽(yáng)構(gòu)件，外立面簡(jiǎn)潔、規(guī)整。
2 指廊玻璃幕墻深化設(shè)計(jì)
2.1幕墻系統(tǒng)設(shè)計(jì)
本幕墻系統(tǒng)為全明框結(jié)構(gòu)，包括：焊接鋼立柱、鋼橫梁、型材底座、鋁合金（詞條“鋁合金”由行業(yè)大百科提供）壓板、鋁（詞條“鋁”由行業(yè)大百科提供）合金裝飾蓋、防脫角碼等。幕墻龍骨外側(cè)，焊接“T型鋼碼件”;鋁合金型材與幕墻龍骨之間，通過(guò)“T型鋼碼件”、“不銹鋼螺栓”固定。立面玻璃包括：12TP(LOW-E)+12A+10HS+1.9PVB（詞條“PVB”由行業(yè)大百科提供）+10HS中空鋼化(半鋼化)夾膠超白LOW-E玻璃(雙銀)、10HS+1.9PVB+10HS(LOW-E)+12A+12TP中空半鋼化(鋼化)夾膠超白LOW-E玻璃(雙銀)。外倒玻璃的夾膠面向外，內(nèi)倒玻璃的夾膠面向內(nèi);保證玻璃自爆后，碎渣不掉落傷人。
2.2幕墻結(jié)構(gòu)分析
本系統(tǒng)立柱跨度大(13.5米)、間距大，建筑造型特殊(弧形)，常規(guī)鋁合金龍骨（詞條“鋁合金龍骨”由行業(yè)大百科提供）已不適用。采用焊接鋼扁通作為幕墻立柱，氟碳噴涂處理。因屋面排水需求，每6個(gè)分格(約18米)，設(shè)置一根落水管立柱(320寬)。其余為標(biāo)準(zhǔn)立柱(200寬)，間距2.8米～3.2米。鋼立柱與建筑表皮一致，呈外凸的曲線造型;立柱的外緣與玻璃面平行，折線過(guò)渡;內(nèi)緣為滾彎圓弧曲面。
幕墻橫梁采用成品鋼通，跨度2.8米～3米，氟碳噴涂處理。標(biāo)準(zhǔn)橫梁為140×140×6鋼方通，間距1.8～1.95米。幕墻與屋面交接處，頂部橫梁兩端與立柱焊接，規(guī)格為200×150×10鋼扁通。橫梁與立柱通過(guò)焊接，三邊角焊縫，焊高同橫梁壁厚，形成幕墻網(wǎng)架。每根落水管立柱處，標(biāo)準(zhǔn)橫梁通過(guò)插芯與立柱連接(滑動(dòng)連接)，以釋放溫度變形。
2.3豎向傳力體系
場(chǎng)館類(lèi)建筑的屋面結(jié)構(gòu)形式，通常為鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，不承受立面維護(hù)結(jié)構(gòu)的重量;幕墻重力由立柱底部混凝土結(jié)構(gòu)梁承擔(dān)，立柱為承壓構(gòu)件。常規(guī)設(shè)計(jì)是立柱底部開(kāi)圓孔(鉸接)，頂部開(kāi)長(zhǎng)圓孔(滑動(dòng)連接)。本工程幕墻具有“雙向圓弧曲面造型”的特點(diǎn)，立柱安裝方向多;為保證加工及施工的便捷性;立柱的頂部設(shè)置不銹鋼連桿。立柱底部，通過(guò)銷(xiāo)軸、耳板，與主體結(jié)構(gòu)梁(預(yù)埋件（詞條“預(yù)埋件”由行業(yè)大百科提供）)固定;立柱頂部，通過(guò)銷(xiāo)軸、不銹鋼連桿、耳板與鋼屋架連接。主體結(jié)構(gòu)梁、幕墻網(wǎng)架、不銹鋼連桿、鋼結(jié)構(gòu)屋架依次鉸接，使幕墻龍骨系統(tǒng)，形成“二連桿機(jī)構(gòu)”;實(shí)現(xiàn)幕墻自重落地，減小幕墻自重對(duì)屋面結(jié)構(gòu)的影響。
2.4水平抗風(fēng)體系
玻璃幕墻所受風(fēng)荷載，通過(guò)橫梁、立柱直接傳遞給主體結(jié)構(gòu)，傳力路徑簡(jiǎn)潔。風(fēng)荷載通過(guò)立柱頂部傳至屋面結(jié)構(gòu)時(shí)，為減小風(fēng)荷載對(duì)屋面結(jié)構(gòu)的“上推趨勢(shì)”，不銹鋼連桿需盡量保持“水平狀態(tài)”。施工深化過(guò)程中，充分利用BIM技術(shù)，通過(guò)精細(xì)化建模設(shè)計(jì);在屋面鋼架與連桿之間設(shè)置“轉(zhuǎn)接鋼架(支座)”，以適應(yīng)“高度尺寸”和“進(jìn)出尺寸”的變化，保證連桿水平。
2.4側(cè)向抗風(fēng)體系
因建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的需要，幕墻外側(cè)設(shè)置遮陽(yáng)裝飾構(gòu)件，標(biāo)準(zhǔn)立柱上包含8個(gè)遮陽(yáng)件。遮陽(yáng)件外挑尺寸260～650mm，從下到上逐漸增大。
如上圖所示，遮陽(yáng)件整體呈“L形”，水平面及側(cè)向面直接受風(fēng)。水平風(fēng)荷載通過(guò)橫梁，傳遞至幕墻立柱及埋件，傳力途徑清晰、結(jié)構(gòu)可靠。但在豎直方向，單個(gè)遮陽(yáng)件受風(fēng)面積0.32～0.63㎡不等;每根立柱上，受風(fēng)面積達(dá)3.8㎡。項(xiàng)目位于臨海開(kāi)闊地帶，構(gòu)件數(shù)量多(4887件)，其側(cè)向力不應(yīng)忽視。經(jīng)整體建模分析，立柱頂部側(cè)向荷載7.4kN。
為保證側(cè)向荷載有效傳遞至主體結(jié)構(gòu)，立柱底部耳板增加加強(qiáng)鋼肋板（詞條“肋板”由行業(yè)大百科提供）;在每隔18m的立柱頂部，設(shè)置鉸接斜撐桿(φ152×10鋼管)，以抵抗遮陽(yáng)件帶來(lái)的側(cè)向風(fēng)荷載。斜撐桿兩端，采用定制“萬(wàn)向球鉸機(jī)構(gòu)”，以適應(yīng)平面角度的變化。
3 遮陽(yáng)構(gòu)件深化設(shè)計(jì)
地處嶺南沿海，融入深圳市花(三角梅)的設(shè)計(jì)靈感，魚(yú)鱗形的遮陽(yáng)構(gòu)件賦予建筑動(dòng)感及鮮明的特色，既充分發(fā)揮了遮陽(yáng)、節(jié)能的效果，又契合了深圳沿海城市的氣質(zhì)。根據(jù)建筑朝向和日照角度的變化，遮陽(yáng)構(gòu)件尺寸和朝向各部相同。遮陽(yáng)件空間異形、尺寸大、種類(lèi)多，龍骨防腐和扭曲加工成為設(shè)計(jì)難點(diǎn)。
3.1全鋁結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)
初始設(shè)計(jì)方案中，遮陽(yáng)件龍骨為氟碳噴涂鋼通;鋼骨架焊接成框架（詞條“框架”由行業(yè)大百科提供），加工簡(jiǎn)便、材料成本低;但項(xiàng)目位于沿海區(qū)域(受鹽霧侵蝕)，鋼材耐腐蝕性能差、后期維護(hù)成本高。
遮陽(yáng)件的彎弧過(guò)渡區(qū)域，為扭曲造型(雙向曲面)。傳統(tǒng)工藝中，可考慮鋁板彎曲（詞條“彎曲”由行業(yè)大百科提供）成型，或用鋁圓管(φ50)彎扭、對(duì)剖切割。方案理論上可行，但通過(guò)樣板驗(yàn)證;因構(gòu)件彎曲半徑小，尺寸多，加工成本高，不能滿足工期要求。
為解決上述難題，經(jīng)理論分析及多次樣板驗(yàn)證;創(chuàng)新采用了：鋁骨架、雙曲彎弧鋁鑄件（詞條“鑄件”由行業(yè)大百科提供）、整幅穿孔鋁板的全鋁結(jié)構(gòu)體系;徹底解決防腐和加工難題。
3.2細(xì)節(jié)深化設(shè)計(jì)
鋁合金龍骨的連接，是受力桿件（詞條“桿件”由行業(yè)大百科提供）連接的關(guān)鍵點(diǎn)，通常有：焊接、機(jī)械連接兩種。
鋁龍骨焊接，雖受力簡(jiǎn)單，但工藝要求高，角焊縫強(qiáng)度低(65MPa)。焊絲選擇、焊接電流控制、氣體保護(hù)等，均需嚴(yán)格控制;加工效率低，不滿足工期和成本的要求。
機(jī)械連接，即通過(guò)螺栓、螺釘固定。受力途徑復(fù)雜，傳統(tǒng)簡(jiǎn)化計(jì)算，不能體現(xiàn)出實(shí)際受力工況。本系統(tǒng)計(jì)算思路：首先，通過(guò)電腦整體建模，采用有限元分析，確認(rèn)最大應(yīng)力點(diǎn)位和撓度。其次，結(jié)合鋁材開(kāi)模優(yōu)點(diǎn)，型材之間采用卡槽式連接，加大接觸面，減小螺栓連接處應(yīng)力。
鑄件細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)上，在彎弧鑄件的端部設(shè)凸臺(tái)和耳板，鑄件和鋁合金骨架通過(guò)螺釘固定，組框安裝方便;避免了大面鋁焊的風(fēng)險(xiǎn)。
面板設(shè)計(jì)上，面板在圓弧過(guò)渡處，不分縫;采用整體大板加工，利用“蒙皮效應(yīng)”加強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度。
4 結(jié)語(yǔ)
建設(shè)綠色低碳經(jīng)濟(jì)，全面提升建筑節(jié)能水平，是“十四五”節(jié)能減排工作的重要目標(biāo)。衛(wèi)星廳優(yōu)雅、流暢的建筑外表皮上點(diǎn)綴靈巧的遮陽(yáng)件，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能與裝飾的完美融合;科學(xué)的建造技術(shù)，將設(shè)計(jì)理念順利落地，可供類(lèi)似項(xiàng)目借鑒。
參考文獻(xiàn)
[1] 建筑幕墻：GB∕T 21086- 2007 [S].
[2] 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范：GB 50009-2012 [S].
[3] 鋁合金壓鑄件：GB∕T 15114-2009 [S]..
作者單位：深圳市三鑫科技發(fā)展有限公司
