1 引言
建筑設(shè)計(jì)在全球各地掀起創(chuàng)新高潮，建筑外表皮不斷嘗試突破極限，空間異形的建筑外觀越來(lái)越普遍、流行。幕墻作為建筑的外維護(hù)結(jié)構(gòu)，直接影響到建筑視覺效果的表達(dá)。為實(shí)現(xiàn)空間異形的建筑外觀，同時(shí)滿足幕墻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)安全、各項(xiàng)性能可靠，對(duì)幕墻設(shè)計(jì)提出了越來(lái)越高的要求。
單元式幕墻在超高層建筑中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)于造型方正的建筑外觀，幕墻設(shè)計(jì)很容易實(shí)現(xiàn)，對(duì)于有規(guī)律變化的曲面造型建筑外觀，幕墻采用以折代曲、異形板塊等處理方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是對(duì)于空間異形、沒有任何規(guī)律變化的建筑外觀，僅采用以前傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，是難以實(shí)現(xiàn)的。
本文通過珠海中心幕墻工程設(shè)計(jì)案例，對(duì)空間扭曲、相鄰樓層無(wú)任何規(guī)律的錯(cuò)層幕墻進(jìn)行設(shè)計(jì)探討分析。
2 工程概述
珠海中心項(xiàng)目座落于珠海市香洲區(qū)灣仔十字門中央商務(wù)區(qū)，與澳門及珠海橫琴自貿(mào)區(qū)隔海相望，建筑面積146836平方米，幕墻面積5.7萬(wàn)平方米，地上65層，建筑高度328.8m，主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)，為珠海第一高樓、珠海地標(biāo)性建筑。首層為入口大堂，2-34層為辦公區(qū)，35-65層酒店客房區(qū)及酒店配套區(qū)，并設(shè)有8、16、35、51層四層避難層。
項(xiàng)目幕墻類型有單元式玻璃幕墻系統(tǒng)、拉索單元式幕墻系統(tǒng)、拉索點(diǎn)玻幕墻系統(tǒng)、石材陶土板幕墻系統(tǒng)、雨篷幕墻系統(tǒng)等，其主要系統(tǒng)為單元式玻璃幕墻系統(tǒng)，約占90%的幕墻工程量，也是項(xiàng)目設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)。單元式玻璃幕墻系統(tǒng)為橫隱豎明幕墻類型，采用鋁合金立柱和橫梁，玻璃采用8+1.52PVB+8+12A+12mm鋼化中空夾膠Low-E超白玻璃，其他材料均采用綠色環(huán)保材料，整個(gè)玻璃幕墻系統(tǒng)滿足國(guó)家節(jié)能環(huán)保相關(guān)規(guī)范要求。
3 單元式幕墻設(shè)計(jì)分析
3.1建筑體態(tài)特征
該建筑外皮由兩個(gè)沒有任何規(guī)律的空間弧形體相交而成，A弧線旋轉(zhuǎn)而成A弧體，詳見圖一、圖二，B弧線旋轉(zhuǎn)而成B弧體，詳見圖三、圖四，兩弧體相交，詳見圖五，形成的建筑幕墻外皮，詳見圖六。
該建筑為沒有任何規(guī)律的自由空間扭曲體，每一個(gè)標(biāo)高位置平面的圓心不在同一鉛垂線上且圓半徑都不相同，外形極其復(fù)雜，無(wú)任何規(guī)律可循。
3.2幕墻外形優(yōu)化分析
對(duì)于空間扭曲幕墻設(shè)計(jì)，首先對(duì)建筑外皮進(jìn)行模型優(yōu)化分析，既能滿足幕墻安裝的可行性，同時(shí)盡量接近原建筑外形，進(jìn)而再對(duì)幕墻系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。
對(duì)建筑外皮模型進(jìn)行優(yōu)化分析，先逐層對(duì)外皮進(jìn)行修正分析，從經(jīng)濟(jì)適用、加工和安裝的可行性方面考慮，應(yīng)采用以折代曲的方式處理。由于該立面形成過程中，平面圓心不在同一鉛垂線上，隨著層高的變化，半徑也在變化，因此，幕墻單元板塊(平板)為適應(yīng)立面造型，會(huì)出現(xiàn)四點(diǎn)不共面情況，如圖七所示。
本工程單元板塊總數(shù)量為7658塊，板塊翹曲值從0變化到25mm，且沒有任何規(guī)律地變化，板塊翹曲值分布比例圖詳見圖八。為解決板塊翹曲的問題，既能滿足幕墻安裝的可行性，同時(shí)盡量接近原建筑外形，每個(gè)樓層優(yōu)化處理為折線形狀，相鄰上下樓層進(jìn)行錯(cuò)層分離的方法來(lái)處理，詳見圖九。
由于立面造型的特殊性，相鄰樓層是沒有任何規(guī)律的錯(cuò)層，如圖十所示。
3.3幕墻設(shè)計(jì)分析
對(duì)于相鄰樓層無(wú)任何規(guī)律的錯(cuò)層幕墻設(shè)計(jì)，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種分離式水槽方法，即將單元板塊的頂橫梁拆分為頂橫料和水槽料，通過螺栓連接，頂橫料適應(yīng)本層幕墻邊線，水槽料適應(yīng)上層幕墻邊線，頂橫梁和水槽料之間的位置關(guān)系可以不斷的調(diào)整，從而可以解決錯(cuò)層無(wú)規(guī)律的幕墻設(shè)計(jì)問題，如圖十一。
這種設(shè)計(jì)方法很好地解決了空間自由扭曲幕墻的問題。
本工程項(xiàng)目典型大樣圖，詳見圖十二。幕墻主要橫向分格約1.6米，層高有4.6米、5.0米，幕墻板塊之間的水平夾角、豎向夾角均為變值，且沒有規(guī)律。
節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)詳見圖十三、圖十四，三維示意圖詳見圖十五。
現(xiàn)場(chǎng)施工圖片，如圖十六、十七。
四 結(jié)束語(yǔ)
建筑外觀的不斷創(chuàng)新，空間異形建筑的流行，對(duì)于幕墻設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)是越來(lái)越大。為實(shí)現(xiàn)建筑外觀，同時(shí)滿足幕墻的各項(xiàng)性能及加工、安裝的要求，是一個(gè)需要不斷探討的課題。
三鑫科技發(fā)展有限公司以綠色、低碳、環(huán)保做為設(shè)計(jì)理念，采用科學(xué)合理、創(chuàng)新的幕墻方案將十字門商務(wù)區(qū)珠海中心建設(shè)成為節(jié)能環(huán)保幕墻工程，使其成為珠海橫琴十字門商務(wù)區(qū)一顆璀璨的明珠。
