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      三角形玻璃板块幕墙设计知识常识

      发布时间:2018-11-6 11:35:33浏览次数:10025文章出处:双曲幕墙设计公司

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        三角形玻璃板块设计

        三角形玻璃板块遍布项目单体表皮,分布在采光天顶、立面、吊底,具有空间任意多角度形态的特点;对于空间异形体主要考虑两个方面的设计难点,一个是如何使用合理的构造和优化后采用合理且较少的模具种类完成平面内从阴角90度到阳角90度的板块造型变化,实现对建筑表皮空间造型的控制;另外一个是玻璃系统对于主体异型网壳钢架结构的变形平面内、外的变形适应性的设计,同时要兼顾板块重力等安全问题。

        经过研究,我们发现系统A将板块的夹角变化的功能落实在玻璃附框的圆弧形模具上面,三角形玻璃板块系统采用的是连续外部点压多点固定的方式,它的适用特点为表皮玻璃板块之间的夹角变化范围不大(圆弧形模具可调角度有限),一般适用于坡度不大采光顶或斜立面角度变化不大的幕墙立面系统。但是当遇到像本项目中相邻板块表面玻璃品种(厚度)不一致、角度变化范围大、特别是有吊底玻璃面的时候,这种框架式的构造形式难以胜任,甚至有安全隐患。实际上,本案还有一个特点是异型钢网壳主体结构平面内、外的变形都较大,玻璃板块支撑构造上也需要特殊处理。

        设计团队又考察了系统C、系统D的相关项目幕墙结构设计,发现针对钢结构变形大、建筑找形角度变化的情况,传统的设计一时间难以胜任。

        必须要有一种创新的设计思维来解决目前无已有案例借鉴的困境,通过研究和学习,设计团队发现表皮上所有的玻璃板块在重力竖直方向上主要是靠两种基本形状的三角形板块组成。

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        图20三角形板块基本形状类型

        采用玻璃单元板块形式,通过玻璃板块单元之间角度的变化设计来解决整体造型不同角度变化的问题是可行的,如下图21,将玻璃与附框做成单元体形式,玻璃单元与支座采用类似合页构造点支式固定到主体钢结构上,而板块之间的夹角可通过板块固定点铰支约束构造完成。

        另外,从主体钢结构变形数据整理和编程计算玻璃外墙,得到在荷载工况下玻璃相邻板块之间平面外变形数据,结合板块之间硅酮密封胶设计宽度的伸缩极限,确定边玻璃单元框型材开模的数量和种类济南中豪,在适应平面外的变形的同时,完成对建筑表皮找形的控制。
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        图21玻璃单元支座(照片来源于上海华艺公司现场玻璃板块)

        玻璃单元板块本身由明框嵌槽,并采用结构胶做安全保障,可保证玻璃与附框共同位移,将玻璃与附框之间的平面内位移变形转换到玻璃单元板块与主体支座上面的位移变形,同时,根据重力原理,在三角形板块上面设置两种支座类型约束,确保幕墙系统的玻璃平面内位移的适应性。最后设计考虑的平面内变形指标可达1/100以上。如下图:
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        图22支座约束类型原理图

        如上图,支座类型B也解决了板块的重力问题,支座类型A用以解决平面内变形问题,由于板块和支座转接件之间采用轴销铰接,可使玻璃板块位于空间任何位置仍然保证足够的安全性,适用于全工况情况。

         小结

        对于三角形玻璃空间幕墙的设计,由于空间任意角度的关系,在设计思路上需要另辟蹊径。首先研究主体结构类型以及全工况下变形对于幕墙表皮的影响;对于玻璃形态和建筑找形的要求须依靠BIM技术,根据单块玻璃的形状考虑重力设计,通过建筑设计对外表面的明框、隐框、点式的表现形式要求,选择设计系统;重点分析相邻玻璃板块之间平面内外变形的规律,确定系统构造。

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