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临沂大剧院螺旋状异型金属屋面的设计体会

来源:北京德宏幕墙工程技术有限公司  作者:王德勤 王琦  日期:2015-4-20
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  [提要]:本文主要针对临沂大剧院螺旋形状金属屋面工程的特点,介绍了在设计及施工中如何解决工程的重点和难点,并对该项目在设计过程中碰到的问题进行了分析。特别对排水坡度不足的问题采用隐形天沟的解决方案作了详细的介绍。同时介绍了异型金属屋面的基本概念、结构与构造设计原理、节点的设计思路和相关的技术。用现场图片、施工图纸,针对关键技术进行了分析。
  [关键词]    临沂大剧院,直立锁边的金属屋面, 隐形天沟,异形建筑。

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  在直立锁边铝镁锰金属面层防水板设计要求上,根据三维排板模型要求和使用安装位置,分别采用标准直板、标准扇形直板。扇形板端头板宽不小于245mm且不大于570mm,标准板端头板宽为400mm。所有板厚均为0.9mm,板肋高度为65mm,室外表面涂层为氟碳喷涂。面板室外表面必须粘贴保护膜,以防止涂层在运输、加工制作、安装过程中被损伤。单张面板应根据排板模型要求长度采用专用压型机器一次连续加工成型,横向搭接(词条“搭接”由行业大百科提供)采用暗扣式机械咬合固定在铝合金T码固定座上 ;每张面板的锁边应采用有爬坡功能的锁边设备(词条“设备”由行业大百科提供)一次完成,锁边完成。(如图2.2.5~2.2.8)

  2.3、金属屋面板的排版设计

  金属屋面板的排版设计是否可行,屋面板对曲面、扇形斜面的顺滑覆盖是保证屋面板能自由伸缩及防水的关键,因而分析屋面板铺设在扇形斜面上的效果,并根据分析结果制定相应的排板方案决定着整个屋面工程的成败。为了确保其使用功能必须对不规则的外形进行详细的分析,这样才能完成合理的排版设计。

  根据建筑图纸,建立精确的三维模型,将模型分为两大区域并分别绘制屋面的平面投影点和线,对扇形的铝镁锰直立锁边板的分布尺寸加以精确定位(如图2.3.1,图2.3.2)。

  在两个区域,大剧院和音乐厅之间由建筑外形边缘自然分界。在大剧院区域中的金属屋面按照屋面板倾斜的方向分成两个分区。在音乐厅区域中的金属屋面板由于其全部金属屋面板的倾斜方向基本是一致所以只作为一个分区(如图2.3.3,图2.3.,4)。

  对倾斜扇形曲面金属屋面在排版设计时需要考虑到屋面板的倾斜方向和板的长度变化以及曲面的弯曲(词条“弯曲”由行业大百科提供)方向,确定是否全部使用扇形板。如大面积使用直板,会出现扭曲甚至无法安装的情况,在此情况下,全部使用扇形板或大部分使用扇形板能很好的保证外形的尺寸精度,这将是最好的解决办法。

  2.4、檐口弧形铝板设计

  在建筑周围有一圈弧形的收口铝板,该铝板随建筑曲线做自由盘旋,不同区域弧度变化比较大,如何能够保证各区域间檐口铝板之间能够顺滑完美的过渡,成为幕墙设计施工过程中重点需要解决的问题。在设计之初,根据设计图纸做了样板件,在现场进行了试安装。结果效果让人不满意,问题主要体现在:板缝大小不一、相邻铝板高低不平;针对这种情况对铝板的加工做出改进,要求铝板两侧板线与该位置弧线圆心相交,以实现板缝的大小一致;针对相邻铝板高低不平的问题,采用铝板插接的做法保证相邻铝板间的连接平整,以此来使整个檐口圆弧铝板连接顺滑。建成后,整个建筑周圈的檐口铝板与建筑浑然一体。(如图2.4.1,图2.4.2)。

  2.5、屋面的清洗机构的设计

  建筑外表面的清洗,是通过从金属屋面上安装的清洗吊环机构实现的,吊环分布在金属屋面上,其间距和位置是根据。屋面的具体形状设置的,间距一般在4米左右,吊环的分布主要考虑清洗时清洗机构的设置,确保清洗人员能够顺利清洗整个屋面。吊环采用不锈钢材质,通过不锈钢螺栓固定在金属屋面板上,螺栓并不穿过屋面板,杜绝由于钻孔引起的渗水可能。大剧院和音乐厅的外立面幕墙清洗采用地面移动清洗车+人工清洗方式,并在建筑物室外广场间隔一定间距预留清洗水源。(如图2.5)

  3、结束语:

  临沂大剧院独特的造型和丰富的文化内涵让人们眼前一亮的同时也给设计和施工提出了更高的要求。在这个项目的金属屋面、幕墙的施工图设计和现场施工过程中,我们遇到很多新的难点和新问题。由于篇幅的原因,此篇文章中也只介绍了与金属屋面施工图设计相关的一些体会来供大家参考。临沂大剧院工程是临沂市北城新区的地标性工程,也必将成为临沂最重要的文化主阵地。

  参考文献

  [1] 《建筑幕墙》,中华人民共和国国家标准, GB/T 21086-2007

  [2] 《采光顶与金属屋面技术规程》,中华人民共和国行业标准, JGJ255-2012

  [3] 《金属屋面与幕墙设计说明书》,临沂大剧院项目,2013.04

  [4] 王德勤鄂尔多斯博物馆双曲异型金属屋面的设计,《中国建筑防水》, 2011 08第15期,15-22页

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专家介绍

 王德勤

铝门窗幕墙委员会专家组

工作单位:北京德宏工程技术科研中心

技术职称:教授级高工

专业:建设部幕墙门窗标准化技术委员会 副秘书长 中国建筑装饰协会专家工作委员会 专家组成员 中国建筑金属结构协会幕墙委员会 专家组成员 清华大学建筑玻璃与金属结构研究所科技委员会(副主任) 清华大学工程硕士研究生指导教师 发明多项专利:《绳索夹紧器》专利号ZL0021149.1;《万向驳接头改进结构》专利号:ZL002460635.7;《点支式采光顶组合爪件》专利号:ZL01263295.3;《钢丝绳安装张紧装置》专利号ZL200420078375.1;《双头连接驳接件》专利号ZL2004200024235.6;《索端头万向调节定位器》专利号ZL03222081.2;《夹板式连接装置》专利号ZL200320110107.9;《索结构幕墙及采光顶拉索安全保护装置》专利号ZL 200820033540.X.;《隐形夹板式连接装置》专利号ZL200820033541.4.;等十六项专利发明人。 主持并参与国家多项标准的起草:国家标准《建筑幕墙》GBT21086_2007标准主要起草人;《建筑幕墙标准图集》03j103; 建设部行业标准《点支式玻璃幕墙支承装置》JG138;《吊挂式玻璃幕墙支承装置》JG139标准起草人;建设部行业标准《建筑幕墙用钢索压管接头》JGT201-2007、《建筑用不锈钢绞线》JGT200-2007标准起草人;建设部行业标准《建筑玻璃采光顶》标准编制委员会成员;是国家规范《索结构技术规程》、《采光顶与金属屋面技术规程》、《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113等的主要标准和规范编写成员。 在国家级刊物上撰写并发表文章:《关于拉杆支撑结构点式驳接全玻璃幕墙安装措施及工艺的探讨》、《索结构点支式玻璃幕墙的设计与施工要点》、《预应力拉索网架的设计与施工》、《索结构点支式玻璃幕墙的制造、安装与检测要点》、《驳接式玻璃幕墙工程施工与监理》、《南京国际会展中心索网点支式幕墙设计与施工》、《索结构、点承式玻璃幕墙用钢索的加工制作与质量控制》、《异形玻璃幕墙工程的施工测量技术》、《预应力悬索结构玻璃幕墙施工技术》、《单索结构玻璃幕墙的设计》、《隐形索结构玻璃幕墙的设计要点》等三十余篇。 他经过多年的实践和总结发明了“单索结构玻璃幕墙支座反力估计法”、 “单索结构玻璃幕墙用索直径估计法”。 近年来主持设计并组织施工了“山东国展玻璃吊钟”、“南京国展索结构玻璃幕墙”、“上海信息枢纽点支式玻璃幕墙”、 “广州新白云机场点支式玻璃幕墙”、“江苏信息大厦索结构玻璃幕墙”、 “北京天文馆异形玻璃幕墙”、 “国家大剧院的采光顶与金属屋面 ”、“中央美院美术馆金属与石材屋面”、“ 鄂尔多斯博物馆金属屋面与采光顶”等五十多项工程项目。

专长:  技术专长:大型金属屋面、双曲面索结构点支承玻璃幕墙的产品开发、节点设计、施工技术研究与应用。在国内是最早进行点支式玻璃幕墙研发、推广人之一。有丰富的建筑幕墙和金属屋面的设计经验,有丰富的现场施工经验。

原文地址:http://www.52mqw.com/info/2015-4-20/39048-1.htm
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