COCOON大廈項目設(shè)計解析

禹強

摘? ? 要：21世紀后我國經(jīng)濟快速發(fā)展，建筑工程與國際接軌頻繁，尤其是建筑幕墻領(lǐng)域，已經(jīng)引領(lǐng)世界潮流，有很多國際地標項目都是有中國公司設(shè)計、制造的。下面我們針對COCOON大廈項目做一下幕墻設(shè)計解析。

關(guān)鍵詞：建筑幕墻;排水原理;設(shè)計解析

1? 引言

設(shè)計工作是一個項目的靈魂，設(shè)計的質(zhì)量直接關(guān)系到項目后期使用運作的好與壞，關(guān)系到業(yè)主的收益，關(guān)系到使用者的舒適度。下面我們針對COCOON大廈幕墻項目進行一下設(shè)計解析。

2? 建筑簡介

COCOON工程位于日本東京都新宿區(qū)，屬世界典型建筑之一。本建筑地上主體高度203m，占地面積約5170m2，地下4層，地上50層，幕墻面積約30000m2。主體結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)體系，功用為職業(yè)專修學(xué)校。學(xué)校主要開設(shè)服裝設(shè)計系、計算機系、醫(yī)療保健系三大基礎(chǔ)學(xué)科。因為此三項基礎(chǔ)學(xué)科均屬于就業(yè)技能培訓(xùn)的雛形學(xué)科，故將該學(xué)校的教學(xué)樓命名為COCOON，本意為蠶蛹，寓意上述三項技能培訓(xùn)為服務(wù)社會的基本培訓(xùn)，應(yīng)該象蠶蛹一樣破繭而出，化蛹為蝶，具有超凡的生命力。

3? 機構(gòu)簡介

本工程的建筑師為丹下都市建筑設(shè)計副社長高橋良典先生。本工程的總包公司為日本清水建設(shè)株式會社。本工程的幕墻制作公司為沈陽遠大公司。本工程的現(xiàn)場安裝公司為日本的昭和鋼機公司。

4? 建筑材料

（1）本工程的造型縱向為曲線，橫向為折線的形式，故對主要受力緊固件的抗震防松動的指標要求很高，考慮到工程的整體受力的穩(wěn)定性，選用了日本進口的雙螺紋自鎖螺栓、螺母。工人操作時采用電子數(shù)顯定矩扳手鎖緊螺母，這樣使得主受力緊固件的操作更科學(xué)合理。

（2）本工程的單元為明框效果，故主要采用如下幾種類型膠：①SC—M500白色專用密封膠為日本進口膠，用于本工程斜向500mm寬裝飾扣板處，因為此處裝飾板的表面氟碳噴涂為白色效果;②SE—960黑色結(jié)構(gòu)膠為日本進口膠，用于轉(zhuǎn)角一體單元的豎向外露玻璃填縫處。

（3）本工程EPDM類膠條及玻璃墊塊、膠塊、膠堵類附件：①模壓一體內(nèi)外鑲嵌玻璃膠條選用的是馬來西亞TM公司的產(chǎn)品，因為本工程的玻璃規(guī)格近1000種，故安裝玻璃的內(nèi)、外層模壓膠條的種類近2000種。②本工程高強度玻璃墊塊（90±5°）及高彈性膠墊（1.3mm厚）、高彈性膠堵（±25mm變形量）屬工程的重要附件，對材質(zhì)的要求很高，對加工成型品的工藝性要求也很高，故選用了造價較高的日本進口件。

5? 結(jié)構(gòu)特點

（1）標準單元尺寸為6000[×]3850（接近平行四邊形），單樘重量約為1.5噸，側(cè)面單元分格形式要更為復(fù)雜。考慮到尺寸超規(guī)格，不方便運輸，故將一樘單元在遠大工廠分體組裝成三樘小單元（每樘小單元的主視效果均為“Z”字型），然后海運到日本現(xiàn)場，在現(xiàn)場用加強鋼襯框?qū)?樘小單元拼裝成一樘大單元。單元的分體運輸整體吊裝是幕墻技術(shù)的一次革新，這就需要保證單元的整體氣密性、水密性、抗風(fēng)壓性能和抗震性能。尤其日本是地震多發(fā)地區(qū)，我司在單元的拼接部位采用的是高強EPDM膠堵，該產(chǎn)品具有一定的抗沖擊性和延展性，實驗室檢測可伸縮性達±25mm，同時單元的端部及接口部位均采用了可靠的密封處理。

①在單元拆解過程中，考慮到“Z”字型單元的懸邊桿件端部截面強度削弱，故在對接橫框處增加鋁插芯，提高了單元拼接的強度，增加了抵抗變形的能力。單元拆解后，單元板塊的整體剛度有很大的降低，為保證運輸中不至于變形，我們采用了40[×]20[×]2的鋼方管在懸邊一側(cè)進行拉接，提高單元板塊的整體剛度，避免在運輸中出現(xiàn)損壞，保證了高質(zhì)量的幕墻產(chǎn)品。

②在單元拼接過程中，考慮到“Z”字型單元對接產(chǎn)生的偏差，我們在上橫框上增加了定位銷，提高了拼接組裝的精確度。另外，在拼接時上橫框采用“幾”字型鋼襯框，中橫框采用“U”字型鋼襯框，下橫框采用“Z”字型鋼襯框，將分體單元組裝成整體單元。

（2）本工程的橫向、豎向及斜向主受力框連接部位均采用日本進口的高彈性EPDM膠墊（1.3mm厚），該附件具有壓縮0.8mm后起到吸收型材加工端部偏差及密封作用，同時當(dāng)主體變位傳到單元后起到高度變位而回彈的作用，回彈性可達100%，這樣就在變位過程中同樣起到密封的作用。

（3）本工程的單元主受力桿件及相配套的扣板交接部位均為異型角，為了使連接部位具有等強度傳遞荷載作用，在桿件及扣板的端部用鋁墊框轉(zhuǎn)接處理。尤其是斜的主受力桿件的內(nèi)襯墊框的線密度達到10.6kg/m，單元的主材為鋁材，這樣就勢必增加單元型材的平米含量，本工程在保證單元整體性能和內(nèi)外效果的前提下，經(jīng)多次深化調(diào)整，但是由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造型特異，型材每平方米含量應(yīng)不低于30KG，這也是這一工程采用墊框連接的一大特點。

（4）本工程的外層幕墻（我司承攬范圍）在熱工方面的追求不是很高，采用的面材為單片玻璃，在處理冷凝、結(jié)露水方面采取了一個新的工藝：單元上、中、下橫框及斜豎框部位均開設(shè)排水孔，同時用日本進口的單向排水塞（PVC材質(zhì)）作為排水孔的單向?qū)С鲩y，當(dāng)室內(nèi)有結(jié)露水時，結(jié)露水匯集到排水塞部位，單向排到室外，同時室外的水、氣等介質(zhì)向室內(nèi)流動時，排水塞內(nèi)的浮動圓球就會受力浮起，將排水塞的排水孔密封，這樣起到氣密、水密的作用。

（5）本工程的單元對接部位，尤其是單元上橫框部位是緩沖主體變位的主控制部位。該部位采用±25伸縮量的EPDM高彈性膠堵，它能夠吸收因主體變位所產(chǎn)生的大量變形。該部件是由EPDM內(nèi)包不銹鋼襯板制成。即具有一定的強度又具有一定的變形，在變位過程中即起到緩沖的作用又起到密封的作用。

6? 總評

通過本工程不難看出中國幕墻行業(yè)已經(jīng)成為世界幕墻的引導(dǎo)者和主力軍，在該工程中對新結(jié)構(gòu)的采用、對新技術(shù)的開發(fā)、對幕墻加工領(lǐng)域的開拓都已經(jīng)達到了世界先進水平。

參考文獻：

[1] GB 50429—2007.鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

[2] GB/T 15225—94.建筑幕墻物理性能分級[S].