商業步行街穹頂建筑的設計與施工要點分析

趙國政

昆明首創奧萊商業運營管理有限公司，云南 昆明 650000

1 工程概況

昆明首創奧萊商業中心建設項目位于昆明市五華區，總建筑面積為13.6萬m2，該項目功能為商業步行街。中心廣場區域設置橢圓形穹頂建筑物，長邊跨度67.5m，短邊跨度52.5m，建筑物投影面積為2787.31m2。

2 穹頂設計

2.1 建筑方案設計

結合該項目整體建筑風格，中心廣場穹頂建筑設計為一個透明的蛋殼，結構形式為單層網殼結構，最高點距地面34.7m。

考慮到經濟性與施工便捷性，下部結構采用鋼筋混凝土框架結構，上部采用全鋼結構，穹頂面層采用陽光板。另外，考慮到穹頂內部受陽光直射會造成溫室效應，因此在穹頂下部一圈和上部設置通風口，穹頂通風方案三維圖如圖1所示。

圖1 穹頂通風方案三維圖

2.2 抗震設計

為了提高抗震性能，該項目的穹頂與周圍相鄰建筑通過抗震縫脫開，使之成為一個獨立的抗震單元，抗震縫的設置平面圖如圖2所示。

圖2 抗震縫的設置平面圖（單位：m）

2.3 陽光板的選擇

（1）陽光板學名聚碳酸酯（PC）耐力板，又分為實心板和中空板，實心板和中空板的主要參數對比如表1所示。

表1 實心板與中空板主要參數對比表

通過以上分析，實心板明顯優于中空板，因此該項目選用實心板作為穹頂面層，同時為了提高使用壽命，陽光板上的防紫外線保護層（UV涂層）厚度確定為80μm。

（2）陽光板的厚度主要取決于板材跨度（檁條的布置）L、安裝的位置、負風壓、自重、慣性矩I和彈性模量E。通過計算跨中最大撓度來選擇相應的厚度，但最大撓度多少算合格，目前并沒有具體的國家規范要求，只有行業內通行的標準：小于L/60（L為跨度）。根據項目檁條布置特點，板材最大跨度L為2m，以穹頂最下部（接近于垂直立面，不需考慮自重，接近平面位置需要考慮自重）為例計算：當采用8mm厚的板材時，負風壓為130kg/m2；彈性模量E為3400MPa，即3400×106Pa；慣性矩I為0.0083，跨中最大撓度Ymax為0.093m＞0.034m（大于L/60），故8mm厚的板材不能滿足要求。同理計算厚度分別為10mm、12mm的板材的最大撓度，最后得出12mm可滿足要求，因此陽光板選用厚度為12mm的板材。

2.4 防滲漏設計

該項目設計前期，通過調研多個已建成穹頂建筑物，發現此類型的建筑物滲漏點主要集中在水平向板材與板材連接的位置，因此該項目設計對水平方向搭接方式做了特殊處理，具體布置及做法如圖3、圖4所示。

圖3 陽光板水平搭接線示意圖

圖4 搭接點做法詳圖

3 穹頂施工注意要點

3.1 橢圓形穹頂的構造特點是基礎

（1）該項目穹頂的投影為標準橢圓形，標準橢圓形按照對稱性可劃分4個單元。

（2）1/4單元內，每根徑向柱、環向梁尺寸、大小均不一樣。

（3）1/4單元內，每處梁的中心線標高均不一樣。

（4）1/4單元內，每塊陽光板的尺寸、大小均有差異，且每塊板并非標準的梯形。

3.2 定位放線是關鍵

（1）施工前應精確定位鋼筋混凝土支撐柱的位置及坐標，施工完成后及時復核，誤差超標后要及時補救。

（2）環形承重梁的中心線務必保證形成一個規則的橢圓形，注意不要在承重柱之間采用直接拉直線的方法。

3.3 吊裝方案是難點

吊裝方案務必切實可行，施工前應充分考慮施工場地、項目位置的交通、吊車站位、吊車行走等條件，該項目有地下室，還必須考慮行車路線上的地下室頂板的支撐，務必保證施工安全。該項目吊裝方案屬于高危方案，必須進行方案專項論證后才可以進行下一步工作。

3.4 陽光板預制及安裝是重點

（1）精確放樣很重要。由于該項目中心廣場穹頂為橢圓形，1/4單元內每塊板的尺寸、大小均有差異，且4個單元和單元之間均是鏡像關系。施工前應通過3D軟件建立三維模型，精確放樣每一塊板材，務必保證與檁條完全匹配。

（2）為了提高板材的利用率，分兩步加工完成。第一步粗加工：根據放樣單，每塊板材邊長適當放大2～3cm后進行加工。第二步精加工：材料運到現場后，施工前實地測量已安裝完成的檁條間距及尺寸，根據實際測量結果對板材進行精加工。不論粗加工還是精加工，過程中務必對每塊板材進行編號管理，切勿混淆。

（3）安裝時注意正反面保護層（UV涂層）必須朝外安裝，安裝前務必與廠家確定好正反面。UV涂層非常脆弱，金屬或其他銳角磕碰時均會損傷涂層，因此安裝時務必注意保護。

4 結束語

該項目穹頂建筑外觀造型美觀大方，在其區域內可以全天候進行商業活動，不受天氣影響。但美中不足的是該項目穹頂建筑未考慮遮陽設計，在陽光強烈的夏季會影響顧客的購物體驗，建議今后類似項目選材時應予以考慮，滿足遮陽的要求。