超高層單元式幕墻設(shè)計(jì)思路及相關(guān)問(wèn)題闡述

伴隨城市化進(jìn)程的加快，高層建筑不斷發(fā)展起來(lái)，逐漸出現(xiàn)了超高層建筑。超高層建筑的特殊形態(tài)主要通過(guò)幕墻實(shí)現(xiàn)，其中，單元式幕墻是現(xiàn)階段超高層建筑最主要的內(nèi)容，對(duì)建筑的形態(tài)有著重要的影響。因此，文章以福州世茂國(guó)際中心的超高層單元式幕墻為例，對(duì)超高層單元式幕墻設(shè)計(jì)思路及相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行闡述。

超高層建筑的單元式幕墻設(shè)計(jì)框架復(fù)雜，需要考慮的設(shè)計(jì)因素多，伴隨我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)的發(fā)展，為超高層建筑的單元式幕墻開發(fā)提供了新的發(fā)展機(jī)會(huì)，很多高樓建筑以及城市地標(biāo)建筑都采用了單元式幕墻。文章對(duì)應(yīng)用于福建福州的世貿(mào)國(guó)際中心項(xiàng)目建筑的幕墻進(jìn)行專項(xiàng)試驗(yàn)。根據(jù)所得試驗(yàn)結(jié)果及試驗(yàn)情況分析得出了關(guān)于幕墻結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)、面材的選用、注意事項(xiàng)等方面的建議，并對(duì)其單元式幕墻設(shè)計(jì)思路進(jìn)行研究。

1.試驗(yàn)過(guò)程分析

（1）實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)研究

福建福州的世貿(mào)國(guó)際中心項(xiàng)目建筑筑幕墻試驗(yàn)參照規(guī)范對(duì)高樓建筑幕墻荷載的取值和要求進(jìn)行了明確。福州國(guó)際世貿(mào)的超高層建筑所在地的氣候的夏熱冬暖，建筑結(jié)構(gòu)主要是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，核心的結(jié)構(gòu)體系的核心式，幕墻風(fēng)荷載技術(shù)參數(shù)： 風(fēng)荷載的基本風(fēng)壓值為0.70kN/m2，單元式幕墻的最大溫度變化值為80攝氏度，建筑的抗?fàn)幏懒讯葦?shù)為7度，基本地震加速度值為0，1g。根據(jù)風(fēng)速隨樓層變化曲線圖顯示風(fēng)速在高度550m 時(shí)最大，目前按照規(guī)范只能計(jì)算的最大標(biāo)高為550m 的結(jié)論。風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式： wk = βgzμs1μzw0。

（2）試驗(yàn)體尺寸和規(guī)格

根據(jù)試驗(yàn)實(shí)際條件，設(shè)計(jì)了規(guī)格為2長(zhǎng)400mm，寬200mm單元體玻璃幕墻試驗(yàn)板塊。第一，鋁材選用的必須要是國(guó)家生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)性鋁材，建筑慕檣的立柱等主要受力材質(zhì)型號(hào)為6063-T6，鋁材的外表面室外要用氟碳進(jìn)行噴漆處理，室內(nèi)要用粉末進(jìn)行噴涂處理。第二，玻璃材料選用可視中空雙鋼化玻璃，且要在一些部位圖上8毫米厚的鍍膜。第三，結(jié)構(gòu)膠，主要選用具有較好粘性和延伸性且能抵抗氣候和紫外線刺激的GE-SSG4400硅酮結(jié)構(gòu)膠。第四，密封膠，主要選用能夠抗老化、沒(méi)有污染、價(jià)格低廉的EPDM膠。

2.超高層單元式幕墻的設(shè)計(jì)

（1）立柱的設(shè)計(jì)

福州世茂國(guó)際中心的超高層建筑高273m，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為4.19pa，和其他高層建筑相比，其風(fēng)荷載值較高，導(dǎo)致幕墻的主要受力立柱材截面較大，生產(chǎn)難度系數(shù)較大。根據(jù)福州世茂國(guó)際中心的超高層建筑單元式幕墻設(shè)計(jì)的具體情況，將立柱和裝飾蓋板進(jìn)行了合并，加強(qiáng)了立柱的整體尺寸，為其建設(shè)的安全和經(jīng)濟(jì)提供給了一定的保證。

（2）轉(zhuǎn)角板塊的優(yōu)化設(shè)計(jì)

福州世茂國(guó)際中心的超高層單元式幕墻，其轉(zhuǎn)角受施工場(chǎng)地條件的限制，每個(gè)分格一般都會(huì)設(shè)計(jì)成獨(dú)立的單元板塊進(jìn)行拼接。幕墻的轉(zhuǎn)角板塊的安裝和加工和其他板塊相比具有難以控制的因素，經(jīng)常導(dǎo)致具體安裝不準(zhǔn)確、不到位的問(wèn)題出現(xiàn)，繼而使轉(zhuǎn)角問(wèn)題成為單元式幕墻工程建設(shè)的最大問(wèn)題。隨著地區(qū)的發(fā)展以及技術(shù)研究的深入，對(duì)幕墻轉(zhuǎn)角的設(shè)計(jì)問(wèn)題得到了改善，將29度轉(zhuǎn)角區(qū)域設(shè)計(jì)成三個(gè)分格的連接形式，并由分格組成整體的幕墻板塊。這種設(shè)計(jì)在提升幕墻轉(zhuǎn)角板塊安裝工作效率的同時(shí)，在一定程度上減少了幕墻開縫的問(wèn)題，有效防止了漏水問(wèn)題。

（3）轉(zhuǎn)接掛件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

超高層建筑單元式幕墻的上墻掛件受大風(fēng)壓的影響常使用Q235B材質(zhì)鋼材。但大多數(shù)建筑的剛才精度較低，存在一定的誤差，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的單元式幕墻設(shè)計(jì)安裝產(chǎn)生消極影響，對(duì)工程的施工效率嚴(yán)重制約。福州世茂國(guó)際中心的超高層單元式幕墻的轉(zhuǎn)接掛件使用的是鋁合金轉(zhuǎn)接掛機(jī)，材質(zhì)為6061-T6高強(qiáng)航空硬鋁 ，具有質(zhì)量輕巧、強(qiáng)度高、不容易生銹的特點(diǎn)，能夠增強(qiáng)高層建筑的安全。另外，轉(zhuǎn)接件的設(shè)計(jì)需要對(duì)周圍溫度、主體移動(dòng)以及移量的吸收進(jìn)行考慮，具體的操作表現(xiàn)為，對(duì)幕墻板塊的左右鋁合金掛鉤進(jìn)行設(shè)計(jì)，在其中一邊的掛鉤上通過(guò)利用螺釘來(lái)對(duì)掛座的導(dǎo)軌進(jìn)行板塊定位，實(shí)現(xiàn)板塊掛鉤在導(dǎo)軌范圍內(nèi)的自由伸縮。

（4）大型豎向裝飾條設(shè)計(jì)

超高層單元是幕墻設(shè)計(jì)的豎向分布的長(zhǎng)400mm，寬200mm的大型鋁裝飾條，這種鋁裝飾條設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是對(duì)裝飾條的固定以及對(duì)截面形狀的安排等。其中，設(shè)計(jì)的方式的立柱多點(diǎn)固定以及隱藏式螺釘固定方式，在適應(yīng)結(jié)構(gòu)受力的同時(shí)，利用分段設(shè)計(jì)將裝置條的兩個(gè)部門進(jìn)行開模設(shè)計(jì)，在一定程度上減少了工作的難度，實(shí)現(xiàn)了良好的建筑效果。

總結(jié)

隨著超高層建筑在城市發(fā)展中地位的提升，單元式幕墻設(shè)計(jì)以其自身的優(yōu)點(diǎn)成為超高層建筑的重要內(nèi)容。有關(guān)人員對(duì)超高層單元式幕墻設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)也不斷提升，在幕墻的設(shè)計(jì)、加工、抗震等環(huán)節(jié)有了新的要求。因此，再具體施工中要加強(qiáng)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的把控，根據(jù)一定的原則進(jìn)行施工，從而提升單元式幕墻工程的總體質(zhì)量。

（作者單位：中國(guó)建筑科學(xué)研究院）

作者簡(jiǎn)介：梁云東（1981-），男，漢，黑龍江省賓縣人，漢，本科，工程師，研究方向：工程咨詢。