[分享]全球首个自由形态外骨骼网架结构幕墙是怎么实现的

发表于2019-08-16    41人浏览    1人跟帖    总热度:258  

本文转载自公众号材料在线(id:
material-online)
这座建筑你一定在电视上见过不下10次
它是澳门的新地标
也是已故女建筑大师扎哈‧哈迪德的遗作
耗资11亿美金(折合人民币65亿)
最终呈现给我们的
是一个在科幻感与接受度上
拿捏地刚刚好的建筑

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当望向澳门氹仔的全新建筑时
一栋拥有自由形态外骨骼的摩天大楼
出现在我的视野中,鹤立鸡群
没错它就是澳门摩珀斯酒店

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其中冲击最激烈、扭曲程度最高的
是其向内弯曲的空中廊桥

在建筑上部,钢管在一个
几乎违反物理常识的角度上扭曲、承重
乍看一眼不会觉得突兀
但仔细观察甚至能觉得冷汗直流
建筑怎么可能有如此扭曲细节!

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 01. 
项目概况

该工程楼高154.8 m,共43 层
幕墙面积约4.5万㎡

其外视效果为:
铝板包覆的渐变受力网架骨骼在外
玻璃幕墙在内
楼体中间以流畅的曲面
过渡出三个如宝石般的空洞
这是全球首个采用
自由形态外骨骼网架结构的摩天大楼

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其外骨骼网状钢结构包围着混凝土核心
突显出该楼的独特形态
另有五种不同玻璃面板
以及双曲铝板来强化视觉效果
更减少了内部所需的结构物

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摩珀斯以希腊神话梦之神命名
中央三个镂空部分呈“8”字状
中间位置以两道天桥作为衔接
即使在室内也感受到镂空设计的特色

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摩珀斯的设计灵感来源于
中国传统玉雕流畅的曲线
建筑如风的形态也决定了其建造的难度

根据统计
摩珀斯酒店共运用了28000吨钢材量
相当于4个埃菲尔铁塔的用量
48000平方米玻璃
足以裱120000幅《蒙娜丽莎的微笑》
70500平方米钢筋混凝土
更是超过28个奥运会标准泳池

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设置于中庭大堂的12台全景观光电梯 
高速电梯以每秒钟攀升1层的速度
让旅客穿梭于建筑镂空的结构
饱览中庭大堂及建筑外部的宏伟景观

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 02. 
幕墙设计特点

(1) 渐变网架骨骼位于最外层,玻璃幕墙在网架骨骼内。 

(2)层间与可视区采取分离安装模式,做成不同的单元板块。层间板块与结构四点支撑, 可视板块从室内安装,卡入两个层间板块之间,坐立在下一层的层间板块上。

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(3)钢结构牛腿处的层间单元板块,设计成切分的半个板块,在工地现场组合、固定、密封,并进行可靠的防水处理

(4)转角的小半径弯弧板块,首先控制好面板的精度,保证外观可靠,不能出现任何波纹, 控制好拉弯型材和加工组装的精度,确保其性能。

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(5)中心曲面位置,全部属于异形单元板块,其中存在许多扭转的单元板块, 其所有面板需要做成扭转弯曲的,其型材框为不共面的直线拼接。

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 03. 
大面单元幕墙技术分析

该工程结构网架在幕墙之外,主体钢结构距离幕墙玻璃面仅400mm。单元体不能整体安装需要把单元体在高度方向上拆解为可视部位和层间部位两块单元,先安装层间板块,后安装可视板块,如图2所示。

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△图2 单元安装流程示意

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层间单元板块设计
该设计采用四个挂点,确保其结构稳定可行。上横梁与普通横滑式单元幕墙一致,下横梁设计两道完整的密封线,如图3所示。
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△图3 层间剖面

针对层间单元体标准位上节点,其设计特点是:可视板块落在层间板块上,注意左右限位,限位方式为立柱壁卡入横梁上预设的缺口,左右预留2mm活动范围,可视板块能够绕着支撑点活动,如图4所示。

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△图4 层间标准位上节点

针对层间单元体标准位下节点,其设计特点是:可视板块的安装在不需要安装L码的位置切除一段略大于L码件的缺口,即图中蓝色标注部位;L码塞入并滑移到所需要的位置(两端+中间),两端L码起结构支撑,中间L码为了防止密封片翘曲;卡入带胶条的通长密封片,密封片之间打密封胶,形成连续的密封带。如图5所示。

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△图5 层间标准位下节点

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层间板块设计中,牛腿处的板块方案尤其重要。因为结构牛腿的预先存在,该板块只能拆分成横梁现场对接单元,且单元体与牛腿之间的防水现场安装,注意确保可视板块立柱位置有挂件,避免横梁承受集中力,如图6所示。

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△图6 牛腿处节点及三维示意图 

可视单元体板块设计
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可视板块下端坐立在层间板块上,上端卡入层间板块,自身无挂接点。因为室外有结构网架,所以只能室内更换玻璃,如图7所示。该设计需要注意几个重点:
(1)板块通过卡槽左右限位;
2)对于垂直于幕墙的扣板,一定需要机械防脱,避免台风下扣板脱落。

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△图7 可视板块节点及三维示意图


 04. 
框架系统技术解析

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该框架系统,是以外骨骼网架为基础的钢框架龙骨小单元系统,最大跨度为宽8m×高12m,如图10所示,其中浅蓝色为可视板块,深蓝色为后面有结构板块。

钢架的布置与优化是该系统的重点。以横向龙骨为主受力龙骨,竖龙骨为次受力龙骨,在外层骨骼网架上伸出支撑点,把分格宽度缩减到8m×4.7m。对于细节部分,小单元45°拼接角的断水设计是本工程必不可少的一个强制性措施,框架的设计理念如图9~12所示。

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△图8 框架三维图

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△图9 钢架布置图(1/4 区域)

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△图10 高跨大样图

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△图11 钢框架单元体系统

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△图12 三位示意图

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 发表于2019-08-16   |  只看该作者       筑龙币+20

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