0. 工程背景
在2009年央視新臺址輔樓元宵火災(zāi)后，國家公安部于２００９年９月頒發(fā)的公通字[2009]46號文件—《
民用建筑外
保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》，專門針對建筑
保溫材料的應(yīng)用進行了新規(guī)范，同時相關(guān)消防、材料、幕墻等專業(yè)的研討會在國內(nèi)廣泛召開，將
建筑防火設(shè)計的討論提高到更深的層面。隨著央視新臺址項目建設(shè)工程的推進，必須設(shè)計出新的幕墻系統(tǒng)，滿足新的國家相關(guān)規(guī)范和規(guī)定的要求。本文介紹的兩種幕墻系統(tǒng)就是在這種條件下進行的設(shè)計探索。
1. 設(shè)計要求和思路
1.1 設(shè)計要求
1.1.1土建設(shè)計單位的要求
建筑外形和外表皮材料維持原創(chuàng)方案的設(shè)計；
新的幕墻系統(tǒng)的系統(tǒng)自重不得超過原有幕墻設(shè)計；
新的幕墻系統(tǒng)設(shè)計的傳力途徑原則上與原有幕墻設(shè)計一致。
1.1.2規(guī)范要求
公通字[2009]46號文件—《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》中相關(guān)條款：
(一) 有關(guān)材料選用類
第二章 第五條 （一）建筑高度大于等于24m時，保溫材料的
燃燒性能應(yīng)為A級。
(二) 有關(guān)層間封堵類
第二章 第五條 （五）基層墻體內(nèi)部空腔及
建筑幕墻與基層墻體、窗間墻、窗檻墻及裙墻之間的空間，應(yīng)在每層樓板處采用防火封堵材料封堵。
第三章第九條 屋頂與外墻交界處、屋頂開口部位四周的
保溫層，應(yīng)采用寬度不小于500mm的
A級保溫材料設(shè)置水平
防火隔離帶。
1.2 設(shè)計思路
1.2.1 直立鎖邊系統(tǒng)的考慮
對于
金屬屋面，由直立鎖邊系統(tǒng)組成的金屬屋面在中國已有相當規(guī)模的應(yīng)用，但是到目前為止，國內(nèi)還沒有正式的直立鎖邊金屬屋面設(shè)計、測試規(guī)范的出臺。包括世博演藝文化中心的金屬屋面的性能測試試驗也是在參考國外相關(guān)規(guī)范下進行的。
另外，高立邊
機械鎖邊效率高，施工安裝簡易，沒有穿透點，設(shè)置靈活，可在輕
鋼結(jié)構(gòu)上面布置等特點，此系統(tǒng)在大面積的屋面工程上防水性能表現(xiàn)優(yōu)異，所以近年來，國內(nèi)大型場館的屋面上的應(yīng)用比比皆是。
鑒于此，我們在設(shè)計時，考慮到此系統(tǒng)在斜墻面或垂直墻面上的應(yīng)用。
1.2.2框架式
雙層幕墻的考慮
按照傳統(tǒng)框架式的做法設(shè)計雙層幕墻，在內(nèi)層選擇框架式
鋁板幕墻系統(tǒng)，通過橫豎龍骨的轉(zhuǎn)接伸出支架，支撐外層鋅板造型幕墻。
2 系統(tǒng)設(shè)計簡介
2.1 內(nèi)層為直立鎖邊系統(tǒng)的雙層屋面系統(tǒng)
由外至內(nèi)材料布置為：鈦鋅瓦楞板，支撐外層幕墻的鋁龍骨和
夾具系統(tǒng)，直立鎖邊鋁
鎂錳合金板，憎水
保溫玻璃面（帶
鋁箔），底層支撐壓型
鋼板以及龍骨支撐系統(tǒng)，主體鋼結(jié)構(gòu)。
問題和難點：
a) 直立鎖邊系統(tǒng)在垂直面上面的垂直
荷載傳遞問題，由于外層鈦鋅瓦楞板的重量通過夾具傳遞給直立鎖邊支座，如果按照金屬屋面板的設(shè)計，每一塊鋁鎂錳合金板的長度通常至少有30~40米長，按照力學(xué)規(guī)則設(shè)計，支座的材料和形狀根本無法滿足設(shè)計需要。
b) 由于直立鎖邊的構(gòu)造特點，沒有常規(guī)幕墻的
打膠或構(gòu)造設(shè)計密封，其
氣密性能性能將嚴重降低。
c) 直立鎖邊通過夾具在鎖邊上的自鎖抵抗水平荷載，夾具能否抵抗住負風壓的荷載，在以前是沒有檢驗過的問題。
設(shè)計中我們考慮如下：
在內(nèi)層鎖邊系統(tǒng)上，垂直方向上根據(jù)主體結(jié)構(gòu)的特點，按照3m的跨度布置橫向主梁，每一塊鋁鎂錳合金板的豎向長度為3m，在上下段分離處設(shè)計披水板進行構(gòu)造防水處理。而每3m段的鋁鎂錳合金板自身和外層鈦鋅瓦楞板的重量，通過單元上端部的直立鎖邊穿孔
螺栓將外部重量固定在支座上面，較好的解決了重量、伸縮、防水等性能問題。如下圖所示：
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