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臨沂大劇院螺旋狀異型金屬屋面的設計體會

來源:北京德宏幕墻工程技術有限公司  作者:王德勤 王琦  日期:2015-4-20
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  [提要]:本文主要針對臨沂大劇院螺旋形狀金屬屋面工程的特點,介紹了在設計及施工中如何解決工程的重點和難點,并對該項目在設計過程中碰到的問題進行了分析。特別對排水坡度不足的問題采用隱形天溝的解決方案作了詳細的介紹。同時介紹了異型金屬屋面的基本概念、結構與構造設計原理、節點的設計思路和相關的技術。用現場圖片、施工圖紙,針對關鍵技術進行了分析。
  [關鍵詞]    臨沂大劇院,直立鎖邊的金屬屋面, 隱形天溝,異形建筑。

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  在直立鎖邊鋁鎂錳金屬面層防水板設計要求上,根據三維排板模型要求和使用安裝位置,分別采用標準直板、標準扇形直板。扇形板端頭板寬不小于245mm且不大于570mm,標準板端頭板寬為400mm。所有板厚均為0.9mm,板肋高度為65mm,室外表面涂層為氟碳噴涂。面板室外表面必須粘貼保護膜,以防止涂層在運輸、加工制作、安裝過程中被損傷。單張面板應根據排板模型要求長度采用專用壓型機器一次連續加工成型,橫向搭接(詞條“搭接”由行業大百科提供)采用暗扣式機械咬合固定在鋁合金T碼固定座上 ;每張面板的鎖邊應采用有爬坡功能的鎖邊設備(詞條“設備”由行業大百科提供)一次完成,鎖邊完成。(如圖2.2.5~2.2.8)

  2.3、金屬屋面板的排版設計

  金屬屋面板的排版設計是否可行,屋面板對曲面、扇形斜面的順滑覆蓋是保證屋面板能自由伸縮及防水的關鍵,因而分析屋面板鋪設在扇形斜面上的效果,并根據分析結果制定相應的排板方案決定著整個屋面工程的成敗。為了確保其使用功能必須對不規則的外形進行詳細的分析,這樣才能完成合理的排版設計。

  根據建筑圖紙,建立精確的三維模型,將模型分為兩大區域并分別繪制屋面的平面投影點和線,對扇形的鋁鎂錳直立鎖邊板的分布尺寸加以精確定位(如圖2.3.1,圖2.3.2)。

  在兩個區域,大劇院和音樂廳之間由建筑外形邊緣自然分界。在大劇院區域中的金屬屋面按照屋面板傾斜的方向分成兩個分區。在音樂廳區域中的金屬屋面板由于其全部金屬屋面板的傾斜方向基本是一致所以只作為一個分區(如圖2.3.3,圖2.3.,4)。

  對傾斜扇形曲面金屬屋面在排版設計時需要考慮到屋面板的傾斜方向和板的長度變化以及曲面的彎曲(詞條“彎曲”由行業大百科提供)方向,確定是否全部使用扇形板。如大面積使用直板,會出現扭曲甚至無法安裝的情況,在此情況下,全部使用扇形板或大部分使用扇形板能很好的保證外形的尺寸精度,這將是最好的解決辦法。

  2.4、檐口弧形鋁板設計

  在建筑周圍有一圈弧形的收口鋁板,該鋁板隨建筑曲線做自由盤旋,不同區域弧度變化比較大,如何能夠保證各區域間檐口鋁板之間能夠順滑完美的過渡,成為幕墻設計施工過程中重點需要解決的問題。在設計之初,根據設計圖紙做了樣板件,在現場進行了試安裝。結果效果讓人不滿意,問題主要體現在:板縫大小不一、相鄰鋁板高低不平;針對這種情況對鋁板的加工做出改進,要求鋁板兩側板線與該位置弧線圓心相交,以實現板縫的大小一致;針對相鄰鋁板高低不平的問題,采用鋁板插接的做法保證相鄰鋁板間的連接平整,以此來使整個檐口圓弧鋁板連接順滑。建成后,整個建筑周圈的檐口鋁板與建筑渾然一體。(如圖2.4.1,圖2.4.2)。

  2.5、屋面的清洗機構的設計

  建筑外表面的清洗,是通過從金屬屋面上安裝的清洗吊環機構實現的,吊環分布在金屬屋面上,其間距和位置是根據。屋面的具體形狀設置的,間距一般在4米左右,吊環的分布主要考慮清洗時清洗機構的設置,確保清洗人員能夠順利清洗整個屋面。吊環采用不銹鋼材質,通過不銹鋼螺栓固定在金屬屋面板上,螺栓并不穿過屋面板,杜絕由于鉆孔引起的滲水可能。大劇院和音樂廳的外立面幕墻清洗采用地面移動清洗車+人工清洗方式,并在建筑物室外廣場間隔一定間距預留清洗水源。(如圖2.5)

  3、結束語:

  臨沂大劇院獨特的造型和豐富的文化內涵讓人們眼前一亮的同時也給設計和施工提出了更高的要求。在這個項目的金屬屋面、幕墻的施工圖設計和現場施工過程中,我們遇到很多新的難點和新問題。由于篇幅的原因,此篇文章中也只介紹了與金屬屋面施工圖設計相關的一些體會來供大家參考。臨沂大劇院工程是臨沂市北城新區的地標性工程,也必將成為臨沂最重要的文化主陣地。

  參考文獻

  [1] 《建筑幕墻》,中華人民共和國國家標準, GB/T 21086-2007

  [2] 《采光頂與金屬屋面技術規程》,中華人民共和國行業標準, JGJ255-2012

  [3] 《金屬屋面與幕墻設計說明書》,臨沂大劇院項目,2013.04

  [4] 王德勤鄂爾多斯博物館雙曲異型金屬屋面的設計,《中國建筑防水》, 2011 08第15期,15-22頁

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專家介紹

 王德勤

鋁門窗幕墻委員會專家組

工作單位:北京德宏工程技術科研中心

技術職稱:教授級高工

專業:建設部幕墻門窗標準化技術委員會 副秘書長 中國建筑裝飾協會專家工作委員會 專家組成員 中國建筑金屬結構協會幕墻委員會 專家組成員 清華大學建筑玻璃與金屬結構研究所科技委員會(副主任) 清華大學工程碩士研究生指導教師 發明多項專利:《繩索夾緊器》專利號ZL0021149.1;《萬向駁接頭改進結構》專利號:ZL002460635.7;《點支式采光頂組合爪件》專利號:ZL01263295.3;《鋼絲繩安裝張緊裝置》專利號ZL200420078375.1;《雙頭連接駁接件》專利號ZL2004200024235.6;《索端頭萬向調節定位器》專利號ZL03222081.2;《夾板式連接裝置》專利號ZL200320110107.9;《索結構幕墻及采光頂拉索安全保護裝置》專利號ZL 200820033540.X.;《隱形夾板式連接裝置》專利號ZL200820033541.4.;等十六項專利發明人。 主持并參與國家多項標準的起草:國家標準《建筑幕墻》GBT21086_2007標準主要起草人;《建筑幕墻標準圖集》03j103; 建設部行業標準《點支式玻璃幕墻支承裝置》JG138;《吊掛式玻璃幕墻支承裝置》JG139標準起草人;建設部行業標準《建筑幕墻用鋼索壓管接頭》JGT201-2007、《建筑用不銹鋼絞線》JGT200-2007標準起草人;建設部行業標準《建筑玻璃采光頂》標準編制委員會成員;是國家規范《索結構技術規程》、《采光頂與金屬屋面技術規程》、《建筑玻璃應用技術規程》JGJ113等的主要標準和規范編寫成員。 在國家級刊物上撰寫并發表文章:《關于拉桿支撐結構點式駁接全玻璃幕墻安裝措施及工藝的探討》、《索結構點支式玻璃幕墻的設計與施工要點》、《預應力拉索網架的設計與施工》、《索結構點支式玻璃幕墻的制造、安裝與檢測要點》、《駁接式玻璃幕墻工程施工與監理》、《南京國際會展中心索網點支式幕墻設計與施工》、《索結構、點承式玻璃幕墻用鋼索的加工制作與質量控制》、《異形玻璃幕墻工程的施工測量技術》、《預應力懸索結構玻璃幕墻施工技術》、《單索結構玻璃幕墻的設計》、《隱形索結構玻璃幕墻的設計要點》等三十余篇。 他經過多年的實踐和總結發明了“單索結構玻璃幕墻支座反力估計法”、 “單索結構玻璃幕墻用索直徑估計法”。 近年來主持設計并組織施工了“山東國展玻璃吊鐘”、“南京國展索結構玻璃幕墻”、“上海信息樞紐點支式玻璃幕墻”、 “廣州新白云機場點支式玻璃幕墻”、“江蘇信息大廈索結構玻璃幕墻”、 “北京天文館異形玻璃幕墻”、 “國家大劇院的采光頂與金屬屋面 ”、“中央美院美術館金屬與石材屋面”、“ 鄂爾多斯博物館金屬屋面與采光頂”等五十多項工程項目。

專長:  技術專長:大型金屬屋面、雙曲面索結構點支承玻璃幕墻的產品開發、節點設計、施工技術研究與應用。在國內是最早進行點支式玻璃幕墻研發、推廣人之一。有豐富的建筑幕墻和金屬屋面的設計經驗,有豐富的現場施工經驗。

原文地址:http://www.52mqw.com/info/2015-4-20/39048-1.htm
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