4、工程案例分析

　　4.1北京首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程T3航站樓

　　1)、大板塊玻璃幕墻

　　玻璃幕墻以大分格、大跨度玻璃為主(最大玻璃規(guī)格為3464x2500)。為滿足建筑師對(duì)視覺(jué)效果的要求，玻璃幕墻采用三角形空間鋼桁架結(jié)構(gòu)作為主受力體系，以橫向鋁合金橫梁作為抗風(fēng)、以豎向吊桿作為豎向承重、從而形成可靠的幕墻結(jié)構(gòu)體系，實(shí)現(xiàn)了具有通透視覺(jué)，宏偉壯觀的建筑幕墻。

　　2)、大鋁合金橫梁

　　為滿足建筑使用要求，在幕墻外部設(shè)置水平遮陽(yáng)板，結(jié)合幕墻的結(jié)構(gòu)體系，綜合考慮之下，將橫向水平鋁合金橫梁截面（詞條“截面”由行業(yè)大百科提供）向幕墻玻璃面外延伸形成一定寬度，具有遮陽(yáng)效果，同時(shí)本橫梁又作為幕墻結(jié)構(gòu)體系中水平抗風(fēng)桿件，從而既滿足了建筑要求，又滿足了結(jié)構(gòu)受力要求，可謂是建筑與結(jié)構(gòu)經(jīng)典的結(jié)合。

　　鋁合金橫梁主要承受水平方向的風(fēng)荷載、地震荷載、維護(hù)荷載等作用力。大跨度鋁合金橫梁自身的強(qiáng)度、剛度滿足設(shè)計(jì)要求，并通過(guò)支座將荷載傳遞給主支承桁架體系，支座的設(shè)計(jì)還應(yīng)能滿足垂直荷載產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，并可實(shí)現(xiàn)橫梁三維方向的調(diào)整，以保證橫梁的安裝精度。豎直方向的荷載(重力荷載、雪荷載等)，通過(guò)嵌在玻璃縫隙中的高強(qiáng)不銹鋼吊桿傳遞給隱藏在屋面空間桁架邊緣處的箱梁，再通過(guò)箱梁傳遞給主支承桁架體系。

　　鋁合金橫梁采用了高強(qiáng)度鋁合金(6063A T5/T6)，單根橫梁長(zhǎng)度達(dá)到13.9m，這樣對(duì)鋁合金的開模、擠壓、加工、噴涂、安裝各個(gè)環(huán)節(jié)的難度是國(guó)內(nèi)幕墻工程中是前所未有的。

　　鋁合金橫梁集三種功能于一體：

　　a. 外挑出玻璃外面450mm，可做為幕墻的遮陽(yáng)板;

　　b. 抗風(fēng)梁承受幕墻的風(fēng)荷載和地震荷載的作用;

　　作為統(tǒng)一明顯的裝飾線條，形成建筑外立面的主基調(diào)。

　　3)、不銹鋼吊桿

　　不銹鋼吊桿的使用有效地彌補(bǔ)了橫梁弱軸方向的不足，充分利用吊桿抗拉能力強(qiáng)的特點(diǎn)。不銹鋼吊桿要承受整個(gè)幕墻一半的重量，而且要藏在玻璃接縫中間，所以要盡可能的細(xì)，最后選用S630高強(qiáng)不銹鋼。不銹鋼吊桿的受力是從下往上遞增的，所以越到上面越粗，最大直徑為ø22,最小為ø14。不銹鋼吊桿在大跨徑橫梁縱向區(qū)格內(nèi)，采用分段安裝方式，采用等強(qiáng)度的不銹鋼套筒同向螺紋進(jìn)行上下連接。通過(guò)螺栓螺母與大跨徑橫梁連接，并通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓、螺母，來(lái)保證大跨徑橫梁安裝的直線度。不銹鋼吊桿為絕熱型，嵌在EWS-1玻璃幕墻系統(tǒng)的縱向玻璃縫中，縱向玻璃縫采用平裝黑色相容的干嵌縫（詞條“嵌縫”由行業(yè)大百科提供）材料通過(guò)機(jī)械固定在玻璃鋁嵌條內(nèi)。嵌縫材料不僅具有良好的隔熱、隔聲性能，而且能夠滿足不銹鋼吊桿因大跨徑橫梁受力后撓曲變形而產(chǎn)生的位移。

　　4)、幕墻鋼結(jié)構(gòu)

　　為達(dá)到立面宏偉壯觀、通透明快的效果，幕墻主受力構(gòu)件采用弧形桁架，通過(guò)桁架將幕墻傳來(lái)的荷載全部傳遞給混凝土結(jié)構(gòu)。桁架布置間距為13.9m左右，沿幕墻面均勻布置(見(jiàn)下圖)。

　　5)、本工程最大亮點(diǎn)：

　　a、抗風(fēng)鋁合金大橫梁與橫向裝飾及遮陽(yáng)功能三合一;

　　b、隱藏不銹鋼吊桿承受幕墻自重(立面簡(jiǎn)潔);

　　c、三角形支撐幕墻鋼桁架與主體結(jié)構(gòu)活動(dòng)球鉸鏈（詞條“鉸鏈”由行業(yè)大百科提供）接適應(yīng)屋架風(fēng)壓變形;

　　4.2、昆明長(zhǎng)水國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓

　　昆明新國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓建筑面積54.8萬(wàn)平方米，建筑幕墻面積約15萬(wàn)平方米。航站樓主要由前端主樓、前端東西兩側(cè)指廊、中央指廊、遠(yuǎn)端東西Y型指廊和登機(jī)橋等部分組成。南北總長(zhǎng)度為855.1米。東西寬1134.8米。中央指廊寬度為40米;Y指廊寬度37米，盡端局部放大到63米; 前端東西兩側(cè)指廊端部雙側(cè)機(jī)位的部分，指廊寬度46米;航站樓最高點(diǎn)為南側(cè)屋脊頂點(diǎn)，相對(duì)標(biāo)高72.25米。在幕墻的設(shè)計(jì)及施工中，采用了多項(xiàng)新技術(shù)。

　　1)、懸索點(diǎn)式玻璃幕墻系統(tǒng)

　　該工程最大特點(diǎn)是南立面60米高的點(diǎn)式玻璃幕墻單層索網(wǎng)體系與主體彩色鋼結(jié)構(gòu)連為一體。索的巨大預(yù)拉力和鋼彩帶變形相互影響其力學(xué)關(guān)系復(fù)雜，其柔性單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)在箱型鋼結(jié)構(gòu)中滑動(dòng)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系為國(guó)內(nèi)外行業(yè)內(nèi)首創(chuàng)。單索點(diǎn)支式玻璃幕墻鑲嵌在金黃色鋼彩帶內(nèi)，尤其是南立面波浪型鋼彩帶給單索點(diǎn)支式玻璃幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工帶來(lái)前所未有技術(shù)難題。這種由高強(qiáng)度不銹鋼鋼絲拉索結(jié)合高強(qiáng)度瓜件組成玻璃幕墻的支撐體系，大大減少了幕墻構(gòu)件對(duì)于建筑外部造型的限制，創(chuàng)造出一種更為輕巧、明快的現(xiàn)代建筑形象，在機(jī)場(chǎng)夜幕下更起著顯著的標(biāo)識(shí)性作用。

　　鋼彩帶為700x2500x70尺寸不等的箱型鋼結(jié)構(gòu)，考慮到如果豎索在鋼彩帶之間分段，豎索張拉時(shí)非常繁瑣，而且會(huì)因?yàn)閺埨�過(guò)程對(duì)主體鋼彩帶產(chǎn)生額外的附加荷載，這對(duì)主體鋼彩帶是非常不利的。要實(shí)現(xiàn)豎索相對(duì)于鋼彩帶可以上下滑動(dòng)，只傳遞水平荷載給鋼彩帶，為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，深化設(shè)計(jì)時(shí)采用了定滑輪的設(shè)計(jì)思路，這是定滑輪在國(guó)內(nèi)幕墻拉索體系中的首次應(yīng)用。

　　上圖中定滑輪固定在鋼彩帶預(yù)留的孔洞中，豎索穿過(guò)定滑輪，上下可以自由滑動(dòng)，水平能傳遞荷載給鋼彩帶，定滑輪的摩擦系數(shù)非常小，能有效的防治豎索磨損。為了更有效的防治不銹鋼豎索磨損，定滑輪的兩個(gè)滑輪的材質(zhì)采用的是比不銹鋼軟的鋁，這樣，即使有磨損，高預(yù)應(yīng)力的不銹鋼絲也能得到保護(hù)。為了構(gòu)造簡(jiǎn)單及施工方便，橫索采用分段設(shè)計(jì)和施工。

　　張拉計(jì)算結(jié)果表明，根據(jù)設(shè)定的前十二種張拉工況，在每種張拉工況下，主動(dòng)張拉區(qū)對(duì)被動(dòng)影響區(qū)影響都較小，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的位移和應(yīng)力也都較小，均控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。

　　2)、兩翼超大旋轉(zhuǎn)幕墻系統(tǒng)

　　昆明新機(jī)場(chǎng)在節(jié)能減排已成為國(guó)家戰(zhàn)略的大背景之下，進(jìn)行了大膽全面的嘗試，陽(yáng)光穿過(guò)四面巨大的玻璃幕墻，通過(guò)玻璃幕墻的自然采光，航站樓的全年人工照明可節(jié)能20%~30%。可以自動(dòng)開關(guān)的航站樓天窗和玻璃幕墻自動(dòng)窗以及東西兩側(cè)的8扇超大自動(dòng)智能化旋轉(zhuǎn)門，讓身處其中的旅客隨時(shí)能夠感受到舒適的自然風(fēng)。

　　昆明地理位置屬北緯亞熱帶，然而境內(nèi)大多數(shù)地區(qū)夏無(wú)酷暑，冬無(wú)嚴(yán)寒，具有典型的溫帶氣候特點(diǎn)，素以“春城”而享譽(yù)中外;在考慮航站樓的幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，針對(duì)昆明的氣候特點(diǎn)，在航站樓大廳采用了自然通風(fēng)的設(shè)計(jì)理念，在航站樓中心區(qū)東、西兩面，位于EWS5.2位置，各采用8樘9米x6米(高x寬)兩翼旋轉(zhuǎn)玻璃幕墻系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)幕墻三維圖、樣板照片如下：

　　本旋轉(zhuǎn)玻璃幕墻系統(tǒng)位于東西兩側(cè)幕墻，非主要人流出入口，主要是自然通風(fēng)的功能，當(dāng)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，和整幅幕墻非常協(xié)調(diào)統(tǒng)一，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了四個(gè)角度開啟、風(fēng)速、雨水感應(yīng)、防夾防撞、火災(zāi)報(bào)警等智能化控制功能。整個(gè)航站樓幾乎可以不設(shè)空調(diào)，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。

　　3)、小結(jié)

　　昆明長(zhǎng)水國(guó)際機(jī)場(chǎng)南立面采用單索點(diǎn)支式玻璃和金黃色波浪形鋼結(jié)構(gòu)彩帶渾為一體巧妙地組合成“金鑲玉”幕墻，建筑設(shè)計(jì)方案造型獨(dú)特。本工程幕墻采用了多項(xiàng)新技術(shù)，其節(jié)能環(huán)保、綠色建筑理念得到很好實(shí)現(xiàn)，獲得業(yè)主和專家論證好評(píng)。該工程已經(jīng)獲得魯班獎(jiǎng)和詹天佑工程大獎(jiǎng)。因此一座具有云南民族特色的標(biāo)志性航站樓宏偉建筑展現(xiàn)在世人面前。建成后北立面照片見(jiàn)下圖。

　　5、結(jié)束語(yǔ)

　　大型機(jī)場(chǎng)航站樓常常通過(guò)玻璃幕墻和屋面采光窗形成開敞通透的“透明建筑”給人以輕盈的感覺(jué)，加上曲面起伏的現(xiàn)代建筑的華麗造型使得建筑外觀豐富溢彩，這種建筑內(nèi)外視覺(jué)極大地滿足了人民群眾日益增長(zhǎng)的物資文明和精神文明需要。

　　以上通過(guò)大型機(jī)場(chǎng)航站樓建筑幕墻設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析，充分展示了大型航站樓建筑的復(fù)雜造型以及建筑、結(jié)構(gòu)與幕墻的構(gòu)造關(guān)系，一些最新的科技成果在航站樓幕墻設(shè)計(jì)和施工中得到了很好的應(yīng)用。機(jī)場(chǎng)航站樓幕墻設(shè)計(jì)必須根據(jù)每個(gè)項(xiàng)目的自身特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性和共性(幕墻與機(jī)場(chǎng)建筑效果)最佳完美結(jié)合。

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