扬中园博园双曲河豚鱼形展馆-开放式金属幕墙的设计与施工要点.doc
《扬中园博园双曲河豚鱼形展馆-开放式金属幕墙的设计与施工要点.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《扬中园博园双曲河豚鱼形展馆-开放式金属幕墙的设计与施工要点.doc(15页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、扬中园博园双曲河豚鱼形展馆开放式金属幕墙的设计与施工 丁大炜、张锦程(通州建总集团有限公司 226300 )【摘 要】:异形建筑在国内大量涌现,挑战了建筑设计和施工技术,施工技术的高低决定着异形建筑的效果和质量,适宜的测量及安装方法和技巧,既可以大大地节省人力、时间,显著提高工作效率,同时也能把设计师的设计效果完美地展现出来。以扬中园博园河豚鱼形馆的实际工程为例,对该项目在设计过程中碰到的难点进行分析。同时介绍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施工技术。用大量的现场图片、图纸,针对在异型金属屋面和幕墙的设计中碰到的难点和关键技术进行分析从屋面最外面的装饰面板到连
2、接件、防水层、保温层、隔热层、隔声层以及排水屋面构造、除雪融冰系统等的设计作一分析。【关键词】:扬中园博园河豚鱼形馆(主副展馆)、超现代、异形建筑、 金属屋面构造、测量控制网、施工测量定位。1.引言现有建筑造型已经呈现多元化的发展方向,一些新派建筑师不满足于设计中规中矩的建筑形式,许多极富视觉冲击力超现代的建筑越来越多的呈现在我们面前。幕墙作为建筑的外装饰层,如何实现建筑创意甚至如何将建筑的语言表达的更加透彻,已经是许多幕墙公司必须面临的问题。曲面异形建筑,特别是双曲面的建筑造型越来越多的应用在许多国内外建筑造型中。以往只是作为建筑造型中的个别单体,现在已经大范围的应用到整个建筑造型中。新型的
3、计算机技术已经完全可以满足幕墙的造型设计需要。异形建筑技术水平是一个国家土木建筑业水平的重要衡量标准,也是一个国家综合国力的体现。改革开放以来,随着我国国民经济的高速发展和综合国力的提高,我国空间结构的技术水平发展飞速。大跨度空间结构的社会需求和工程应用逐年增加。随着08年奥成功的成功举办、2010年上海世界博览会等国家重大社会经济活动的开展,我国已建设了一大批高标准、高规格、超现代的体育场馆、会展中心、机场航站楼、博物馆等社会公共异形建筑。异形建筑在给人们带来视觉冲击享受的同时,却给建筑施工增加了巨大难度,对施工技术提出了更高的要求,必须突破、创新常规施工工艺及方法,才能把设计师的设计理念真
4、实的展现出来,而施工测量则是一项专业性较强且又非常重要的工作。 我们在扬中园博园河豚鱼形馆金属屋面及幕墙工程的施工过程中,总结了一整套针对双曲异型金属屋面的施工术,在本文中介绍其中的一部分。1.1 扬中园博园河豚鱼形馆工程概况:扬中园博园河豚鱼形馆位于扬中市兴隆港,园区用地面积137公顷,主展馆建筑面积7226.7m2,副展馆建筑面积7453.9m2,滨水休闲馆建筑面积8307m2,主展馆建筑高度30.67m,副展馆建筑高度30.67m,滨水休闲馆建筑高度23.5m。扬中园博园河豚鱼形馆项目由江苏省城市规划设计研究院设计,由通州建总集团有限公司总承懈,南通通西建筑装璜有限公司分包外侧幕墙、屋面
5、系统施工。扬中园博园河豚鱼形馆的建筑设计,展览陈设和科技项目均定位于国际水准,无论是建筑空间、展区规划、展览主题选择还是对展品、展项的具体设置,都秉承“绿色、科技、人文”的宗旨。建筑造型寓意“江魂绿岛,舟情鱼趣”这一具有强烈地域特征的主题,展现着扬中开创未来的创新精神。整体建筑效果见下图示意: 整个建筑的外立面是由不规则的双曲面铝板、玻璃等构成。1.2 工程基本特点:本工程幕墙与金属屋面部分几乎全部是双曲面,而且曲面并无规律。如何控制好建筑的造型,实现建筑师的设计效果,是工程的关键。以往常规的图纸表述方式:平面图、立面图、剖面图不能准确表达异型幕墙的要求。由于外部的建筑造型所致,该项目的金属屋
6、面部分与建筑幕墙部分没有一个明确的分界线。如果标准区分就是与水平面大于75的为建筑幕墙,小于75的为屋面。幕墙与屋面从节点设计到强度计算以及材料的使用,都有着很大的差异。为确保项目的安全性能和使用性能,在设计中根据本工程项目的实际情况进行整体设计,不论是幕墙还是屋面将其有机地结合在一起,综合考虑各项技术指标。2.异型金属屋面的设计2.1 金属屋面系统的构造扬中园博园河豚鱼形馆建筑的整体外形是由多个不规则的自由曲面体形有机顺滑的集合成一个不规则的异型体。主体结构为钢结构支撑系统,其表面大部分为金属屋面和铝装饰板所覆盖,整体造型非常柔顺中。这种类似的建筑在国内是极为少见的。由于其体型和功能的要求,
7、对金属屋面来说,其设计与施工的难度很大,必须结合实际工程情况采取特殊的、能够适应本项工程的结构,节点设计和施工工艺方案才能顺利完成本项工程。本工程屋面系统的构造如下:(自下而上)主体支撑钢结构;檩托,可进行双向调整的连接机构;檩条,1215的弧形钢管;硬防水板,底层硬质防水镀锌钢板(厚度为1.5mm);防潮层,聚乙烯防潮隔层;隔声层,玻璃纤维增强硅酸钙板;防水板T型支座系统;保温层,双层50mm保温棉;防水透气膜;铝镁锰金属屋面板,厚度为0.9mm,高直立锁边;转接件,铝合金材质的连接装置;弧形铝支撑管,403的弧形铝管;转接件,铝合金材质的连接装置;面层铝合金装饰板,厚度为5mm铝板,内外表
8、面按建筑要求的颜色进行氟碳喷涂。从图中可以看出,本项目的金属屋面部分的支承结构为分三层主体支撑异型钢网壳结构,在此之外为钢檩条,作为主结构的次龙骨,屋面板等功能材料是依附在次龙骨之上的,第三层支承结构是直立锁边金属屋面板外部的弧形铝管檩条,是最外层铝板的支撑结构。依附在支撑结构上,能起到各项功能作用的板材、膜材共有七层-最外层为铝合金装饰层、铝镁锰金属面板层、防水透气膜层、保温棉层、硅酸钙板隔声层,聚乙烯防潮层、底层为镀锌钢板硬防水层。每一层都有着相应的功能,同时每一层也都有它特殊的工艺特点,这就需要整体设计中全面综合的考虑每一部分设计方案。2.2 檩条与主体钢结构的连接设计扬中园博园河豚鱼形
9、馆的主体支撑钢结构,是一个由异型钢管网壳和异型钢管桁架共同组成的空间网壳结构。其外形及为复杂,这就造成在空间网壳施工中很难控制其安装精度,出现外形尺寸偏差较大的现象。为能保证屋面安装后的外形尺寸,必须在安装次檩条时将主体结构偏差调整到外形尺寸允许的范围之内。在设计时我们根据现场的实际情况采取了按实际尺寸调整檩托母座的张度,使檩条在安装后的空间位置保持在设计范围内。为了实现这一目的,我们对现场的檩托支点采用全站仪进行了空间位置测量,得到空间三维数据,用这些数据重新建立了三维模型,并与原三维模型进行对照。用此办法来确定了每一个檩托母座的长度。檩托是一个连接屋面檩条的连接件,由钢材机械加工制成,在主
10、体钢结构上焊接母座后,檩托旋入母座。檩托的高低尺寸可以通过旋入母座的多少进行适量调节,这可以吸收由于主体钢结构引起的部分偏差。檩条为1215的钢管,安装在檩托上,并且通过U型抱箍紧固件连接固定。在檩条接口位置,檩托上两个U型抱箍分别固定两支檩条。由于本项目的特殊性,所决定每一根檩条都是弧形的,而且弧形半径的无规律的变化,半径的大小是根据空间模型的尺寸确定的,必须在工厂加工成形后运入现场进行安装 。由于在安装过程中如果按焊接节点将会出现很大焊接应力,使檩条的形状改变,无法顺滑的拟合外形,为避免上述的问题我们采取了无焊接的节点设计,用机械联接的办法解决实际问题。2.3 底层硬质防水板、防潮、隔声、
11、保温层的设计:2.3.1 防水板屋面底板的做法有很多 ,可以用软防水、用压型钢板以及聚安脂硬泡等。但由于本工程的金属屋面为不规则的双曲面,这些做法都无法解决双曲扇形面伸缩变形的问题。采用1.5mm厚的镀锌钢板不但解决了扇形排版问题,同时也为安装过程中施工人员提供了可靠的安全踏板,避免在施工时损坏下层底板。根据我们的多年生产异型双曲金属屋面的经验,结合本项目的特点,我们在金属屋面系统的外层,选用高直立锁边铝镁锰金属面层防水板,在底层采用1.5mm厚的镀锌钢板做底层的防水层,用双层防水的方案来确保屋面系统的防水性能。为了保证二次防水和提高钢板的平面外刚度,在节点设计时确定了在左右两块钢板之间折直角
12、边,并加盖“”型钢槽。上下两块钢板在安装时上板压下板边180mm,来保证其防水性能。2.3.2 防潮层在金属屋面的使用过程中,为防止室内潮气进入玻璃棉,在玻璃棉的下侧加贴隔气、隔潮、反射热辐射的铝箔隔气层,和聚乙烯防潮隔气层。厚度9m。为防止室外潮气进入玻璃棉,在玻璃棉的外侧加贴防水透气膜,起隔潮防潮作用。2.3.3 玻璃棉保温层根据设计图纸和技术文件的要求,在进行屋面保温隔热计算后,最终确定保温层为100mm厚超细玻璃棉,容重为24kg/m3,玻璃棉的导热系数为0.036K(W/mC)。为保证工程质量,达到节能的目标,我公司在深化设计中采用的玻璃棉制品是经高温熔融,由高速离心设备制成无机纤维
13、后,再加入特制粘结剂和防尘油经摆动带铺毡并通过特殊设备改变纤维排列结构,最后经固化定型而成的新型轻质保温材料。轻质保温材料具有如下特点:1、耐腐蚀性能:此种玻璃纤维棉性能稳定持久,且对钢材腐蚀有抑制作用,不会与钢板间发生任何电化学反应,据有关标准的规定测定,保温棉等PH值为7.1。2、防火性能:根据中国国家标准 GB50016及中国国家防火建筑材料监督检验测试中心的检测判定,保温棉不燃性(A级)合格。3、环保性能:玻璃纤维较细,不含渣球,使玻璃棉的导热系数较低,对人体皮肤刺激较小。4、抗潮湿性能:保温棉在温度49,相对温度90%,常压下通过ASTME84测试,吸湿量低于2%,如本产品被渍湿,干
14、燥后保温性能完全恢复。2.3.4 隔声吸音层为保证博物馆隔声吸音效果我们在镀锌钢板与保温棉之间加了一层8mm厚的玻璃纤维增强硅酸钙板。这样,金属屋面板的隔声吸音性能的实现,主要是通过底层镀锌钢板、玻璃纤维增强硅酸钙板、保温棉、顶层金属板等实现的。隔声和吸音性能不仅体现在防止建筑外的噪音进入建筑内,也体现在避免建筑声音外传,而且,当雨水敲击屋面时不能对建筑内产生不利影响。2.4 铝镁锰金属屋面板的设计防水是屋面系统最基本也是最重要的功能,它的好坏直接影响着工程的形象和声誉。正因如此,屋面系统的防水性能是金属屋面最为值得关注的方面。普通压型金属板采用的是螺钉穿透式固定,钉孔处仅靠螺钉下的橡胶垫片密
15、封。随着垫片的老化及屋面板受风压反复作用,垫片的密封性能将大打折扣,并导致漏水。而且由于屋面存在成千上万个钉孔,其施工质量也受工人素质及技术水平的制约而难以保障。一旦出现问题,漏水点的查找也十分困难,不易补救。根据本工程的特点,我们在金属屋面系统的外层,选用高直立锁边铝镁锰金属面层防水板,在底层采用1.5mm厚的镀锌钢板做底层的防水层,用双层防水的方案来确保屋面系统的防水性能。2.4.1防水性能分析本工程采用的是直立锁边屋面板型,板肋直立,使得其排水断面几乎不受板肋影响,所以有效排水截面较普通板型更大,加之板肋较高65mm,更能保证屋面板在坡度平缓情况下的防水性能,同时铝合金的弹性模量小,对双
16、向弯曲的屋面适应性更强。本方案铝合金屋面系统采用先进的直立锁边固定方式,从根本上杜绝了传统螺钉穿透固定方式带来的漏水隐患。直立锁边屋面板的固定,首先是将铝合金固定座用高强不锈钢螺钉固定于镀锌檩条上翼缘,再将屋面板扣在铝合金固定座的梅花头上,最后用电动锁边机将屋面板的搭接边咬合在一起。由于采用了直立锁边固定方式,屋面没有螺钉外露,整个屋面不但美观、整洁,而且杜绝了成千上万个螺钉孔造成的漏水隐患。另外该屋面系统可配合独有的铝合金或不锈钢配件,使得客户可以方便地在屋面板上设置装饰板而无需用穿透屋面板,因而不会留下任何漏水隐患。此板型的另一个优点是防毛细作用,体现在直立锁边系统的板肋上。板肋小边上的特
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 扬中 园博园双曲 河豚 鱼形 展馆 开放式 金属 幕墙 设计 施工 要点
链接地址:https://www.31ppt.com/p-3869995.html