本文作者:王德勤 廉洪波 陳啟明
1 引言
異形
建筑技術水平是一個國家土木建筑業水平的重要衡量標準,也是一個國家綜合國力的體現。改革開放以來,隨著我國國民經濟的高速發展和綜合國力的提高,我國空間結構的技術水平也得到了長足的進步。大跨度空間結構的社會需求和工程應用逐年增加。隨著08年奧成功的成功舉辦、2010年上海世界
博覽會等國家重大社會經濟活動的展開,我國建設了一大批高標準、高規格的體育場館、會展中心、機場航站樓、博物館等社會公共異形建筑。
異形建筑在給人們帶來視覺沖擊享受的同時,卻給建筑施工增加了巨大難度,對施工技術提出了更高的要求,必須突破、創新常規施工工藝及方法,才能把設計師的設計理念真實的展現出來,而施工測量則是一項專業性較強且又非常重要的工作。 我們在
鄂爾多斯博物館
金屬屋面及
幕墻工程的施工過程中,總結了一整套針對雙曲異型
金屬屋面的施工術,在本文中介紹其中的一部分。

1.1 鄂爾多斯博物館工程概況:
鄂爾多斯博物館以“會發光的石頭”為設計理念,外形似一塊天外飛石(見圖1.1),堅固的石頭象征永恒,古銅色的金屬外表面記錄著鄂爾多斯悠久的文化,夜晚時節,在景觀燈光的映襯下,它似一塊會發光的石頭,展現著鄂爾多斯開創未來的創新精神,秉承“綠色、科技、人文”的宗旨。鄂爾多斯博物館位于鄂爾多斯市康巴什新區,規劃建設用地面積為27760㎡,總建筑面積41227㎡,總高度39.8m,是一座集文物展陳、收藏及博物館文化局辦公室,地下一層、地上四層(辦公區八層)的大型綜合性建筑。
整個建筑的外立面是由不規則的雙
曲面構成,頂部有四個斜向
玻璃天窗,在辦公區也設置有兩個斜向的采光天
窗,主次入口造型的變化十分復雜,觀眾通過逐漸
收縮的喇叭口進入建筑,兩側的鎧甲狀
不銹鋼板能給人以穿越時空的感覺。
1.2 工程基本特點:
本工程幕墻與金屬屋面部分幾乎全部是雙曲面,而且曲面并無規律。如何控制好建筑的造型,實現建筑師的預想,是工程的關鍵。以往常規的圖紙表述方式:
平面圖、立面圖、剖面圖不能準確表達
異型幕墻的要求。
由于外部的建筑造型所致,該項目的金屬屋面部分與
建筑幕墻部分沒有一個明確的分界線。如果標準區分就是與水平面大于75°的為建筑幕墻,小于75°的為屋面。幕墻與屋面從
節點設計到
強度計算以及材料的使用,都有著很大的差異。為確保項目的安全性能和使用性能,我們在設計中根據本工程項目的實際情況進行整體設計,不論是幕墻還是屋面、
采光頂將其有機地結合在一起,綜合考慮技術指標。
2 異型金屬屋面的施工測量定位
鄂爾多斯博物館建筑由南北兩棟
鋼結構塔樓和金屬屋面所組成,外部由多個不規則的曲面體形有機順滑集合成一個不規則的三維曲面異型體。
主體結構為鋼結構支撐系統,其表面除天窗外均為金屬屋面和
鋁裝飾板(帶)所覆蓋,將兩棟塔樓包裹于
金屬屋面系統之內,整體造型在柔順中能透出剛毅,如圖2.a、b、所示。


2.1金屬屋面系統
由于其體型和功能的要求,對金屬屋面來說,其設計與施工的難度很大,必須結合實際工程情況采取特殊的、能夠適應本項工程的結構,節點設計和施工工藝方案才能順利完成本項工程。本工程屋面系統的構造如下:(自下而上)主體支撐鋼結構;檁托,可進行雙向調整的連接機構;
檁條,Φ121×5的弧形鋼管;硬
防水板,底層硬質
防水鍍鋅鋼板(厚度為1.5mm);
防潮層,
聚乙烯防潮隔層;
隔聲層,
玻璃纖維增強
硅酸鈣板;防水板T型
支座系統;
保溫層,雙層50mm
保溫棉;
防水透氣膜;鋁鎂錳金屬
屋面板,厚度為0.9mm,高直立鎖邊;
轉接件,
鋁合金材質的連接裝置;弧形鋁支撐管,Φ40×3的弧形
鋁管;轉接件,鋁
合金材質的連接裝置;面層
鋁合金裝飾板,厚度為3mm
鋁板,表面按建筑要求的顏色進行
氟碳噴涂。(如圖2.1)
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