雙曲面玻璃幕墻節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案解析——北京天文館新館異形玻璃幕墻

　　北立面幕墻結(jié)構(gòu)按9m跨度布置18根ф800mm直經(jīng)的鋼管柱,為適應(yīng)玻璃幕墻的藝術(shù)造型，在18根直徑為ф800mm、高度為30m，每根重量為9.9噸鋼立柱中就有8根為彎曲鋼柱。由于鋼管的直徑太大，彎曲孤線要求精度高，又是每根彎曲弧線不一致，給加工制作和現(xiàn)場(chǎng)安裝造成了很大的難度。經(jīng)技術(shù)人員、施工人員多次試驗(yàn)，克服了各種困難，較后采用方案是：在后場(chǎng)分級(jí)熱彎剪裁成型;在現(xiàn)場(chǎng)放樣逐級(jí)校正的辦法。(圖1.2-b)

　　為達(dá)到立面通透的效果，在柱與柱之間的支承結(jié)構(gòu)上我們采用了9m跨的變載面水平玻璃肋作為玻璃幕墻受風(fēng)荷載的主要支承結(jié)構(gòu)，用橫向玻璃肋與鋼方通的組合結(jié)構(gòu)支撐著有橫向線條的立面玻璃，用φ12mm的鋼拉桿來(lái)保證玻璃肋的平面處穩(wěn)定，這在國(guó)內(nèi)是初次使用的。為確保安全，玻璃肋采用25.52mm的雙鋼化夾膠玻璃，用不銹鋼夾板連接，并通過(guò)運(yùn)用ANSYS軟件作整體計(jì)算和幕墻三項(xiàng)性能實(shí)體試驗(yàn)證明，該結(jié)構(gòu)安全、合理。(如圖1.2-c)

　　采光頂采用隱框作法，玻璃為中空鋼化夾膠玻璃。排水坡度為3%。根據(jù)建筑物的功能要求設(shè)置13個(gè)電動(dòng)通風(fēng)排煙窗。為避免夏季陽(yáng)光的過(guò)度照射，在采光頂?shù)氖覂?nèi)我們?cè)O(shè)置了玻璃遮陽(yáng)百頁(yè)。合理的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和材料組合保證幕墻的功能要求。在屋面的頂部，球形天文望遠(yuǎn)鏡的周邊安裝了多個(gè)無(wú)使用功能的玻璃體造型，其結(jié)構(gòu)都是由鋼結(jié)構(gòu)支承的點(diǎn)支式玻璃幕墻，實(shí)現(xiàn)的效果是在室內(nèi)的玻璃旋體穿透屋面與天空相呼應(yīng)(如圖1.2-d、e)
　　
　　2、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
　　
　　2.1、馬鞍形玻璃通道與南北立面異形幕墻
　　
　　在建筑物中部設(shè)置了一個(gè)由曲形鋼結(jié)構(gòu)支撐，用360片不同尺寸、不同規(guī)格的雙曲面熱彎夾膠玻璃拼接而成的馬鞍形玻璃通道，這個(gè)通道貫穿整個(gè)建筑。它將北立面的曲面玻璃幕墻和南立面的石材幕墻連接。它的特殊之處在于較具創(chuàng)造性的利用鋼結(jié)構(gòu)和雙曲面玻璃組成連續(xù)的馬鞍形空間雙曲面，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)富有想象力的夢(mèng)幻空間。(如圖2.1-a、b、c)

　　在南、北立面的馬鞍通道入口處，由于外形和玻璃分割線所限，使鋼結(jié)構(gòu)龍骨的加工和玻璃的加工安裝碰到很大的難題。固定玻璃的次龍骨是曲線形，而固定玻璃的槽口又要與玻璃的邊緣對(duì)應(yīng)，這就出現(xiàn)了次龍骨為曲線扭曲形狀;異形邊雙曲面玻璃非常大長(zhǎng)度達(dá)3680mm×1200mm，這在國(guó)內(nèi)玻璃加工業(yè)是從未遇到過(guò)的難題。經(jīng)多次論證和試驗(yàn)，確定了加工安裝方案。
　　
　　鋼龍骨的制作分兩步進(jìn)行，首先將龍骨的外形按設(shè)計(jì)要求的曲線制作成形，保證將誤差控制在±1.5mm之內(nèi)，并預(yù)安裝到位，再按每隔100mm作一個(gè)與玻璃面的切線對(duì)應(yīng)點(diǎn)，確定扭曲度數(shù)并逐級(jí)校正成形，確保玻璃邊緣與龍骨槽口吻合。

　　在北立面玻璃幕墻和馬鞍形玻璃通道入口的玻璃幕墻，采用了橫明豎隱的玻璃幕墻形式。幕墻結(jié)構(gòu)系統(tǒng)采用了橫向由T型鋼龍骨支承，在外部增加了鋁合金裝飾扣條。使其既作為外視橫線條也作為玻璃面板的水平支承結(jié)構(gòu)。圖2.1-d北立面異形玻璃幕墻節(jié)點(diǎn)圖中所示的為大面的基本節(jié)點(diǎn)，在轉(zhuǎn)角處和曲面幕墻處的節(jié)點(diǎn)是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了加強(qiáng)改造。(如圖2.1-d)