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【论文原创精选0310】长沙宜家购物中心幕墙工程设计解析

作者:幕墙工程网 时间:2022-03-10 22:28:47

作者:中建深圳装饰有限公司   朱小红、焦建峰、梁  鹏


【摘   要】:宜家购物中心是宜家集团在中国落地的第一个城市商业综合体,集家居、百货、超市、家电、餐饮、娱乐影院于一体,旨在打造全新的城市生活体验。长沙宜家购物中心项目幕墙系统主要包含波纹板幕墙、玻璃幕墙、铝拉网幕墙等,本文以该项目为例,对该幕墙工程从其外观效果、幕墙种类、主要系统及方案设计等方面进行研究解析。探讨我国现阶段购物中心的幕墙工程设计策略。
【关键词】:长沙宜家购物中心、幕墙系统、波纹板幕墙、玻璃幕墙、铝拉网幕墙



  一、前言

  长沙宜家购物中心项目坐落于长沙市岳麓区洋湖路,毗邻洋湖湿地公园,是继无锡、北京和武汉三个荟聚中心之后在中国市场所投资的第四个项目,总投资额约40亿元,总建筑面积约40万平方米,该项目是集荟聚(LIVAT)购物中心、宜家家居、蕴含宜家理念的创意办公/公寓于一体的综合体项目,也是宜家集团在中国落地的第一个城市商业综合体,包含来自国内外时尚、餐饮、各类休闲娱乐与运动服务以及丰富的儿童业态,将为长沙及周边人民带来耳目一新的一站式聚会、购物、办公及居住体验。

  二、工程简介

  长沙宜家购物中心项目色彩以白色和木色为主,配以少量绿色调的色彩。白色波纹铝板和深木色铝板材质搭配出层次分明、体量感强的建筑形象。木纹的“暖色调”与少许蓝、绿色调的搭配,形成既能充分体现长沙市现代建筑的魅力与活力,又能营造出温馨、浪漫、欢快氛围的城市综合景观。

  在幕墙外饰上,铝板和玻璃的结合,玻璃采用超白玻,凸出体量虚实对比,使建筑更具现代性和艺术性。开窗考虑节能、通风、消防等因素,结合造型设计。

  局部采用彩色铝板,与木纹铝板和白色铝板形成对比,在立面上产生了活泼而有序的点缀,营造出更为活跃的现代商业氛围。

图1 北主入口效果图

  1 、主要系统简介

  1.1 波纹板幕墙

  框架式金属板幕墙系统,表面为氟碳喷涂(包括收边型材的外露面),采用热浸镀锌钢立柱为主受力杆件。面板采用氟碳喷涂的铝合金波纹板,通过螺钉的形式固定到幕墙龙骨上,螺钉定制为白色316不锈钢材质螺钉,并在螺钉下方添加EPDM防水垫片。

  铝合金波纹板采用铝镁锰合金薄板轧制而成,其横断面呈波浪形,巧妙合理地设计其波峰与波谷之间的间距和峰谷高度,使铝镁锰合金板的力学性能达到最佳状态,抗风性能比老产品提高两倍以上;同时又兼顾钢结构造型的简洁、美观与大方。铝合金波纹板系统独具典型的正弦波流畅线条,能呈现出复杂而精致的奇特效果。

图2 波纹板外立面完成效果

图3 波纹板外立面局部放大

图4 波纹板立面节点图

  1.2 主入口大跨度竖明横隐玻璃幕墙

  框架式玻璃幕墙系统,主入口的大跨度玻璃幕墙为竖明横隐,采用热浸镀锌钢立柱为主受力杆件,立柱表面外包铝合金型材。室内可见部位的型材表面处理为粉末喷涂,室外可见部位的型材表面处理为氟碳喷涂,不可见部位型材表面处理为阳极氧化。

图5 北入口玻璃幕墙完工效果

图6 框架式玻璃幕墙系统节点

  1.3 停车楼铝拉网幕墙

  框架式铝拉网幕墙系统,铝拉网有五种颜色,使得停车楼整体色彩更加生动,板块采用铝型材的竖框及横框,带有铝型材装饰翼,表面粉末喷涂木纹转印。

图7 铝拉网幕墙模型效果

图8 铝拉网幕墙节点图纸

  1.4 雨篷

  本项目有两种雨篷形式:

  雨篷一:雨篷悬4 ~ 5.3 米,内侧设   排水沟,外侧为铝板包覆,由结构钢  梁进行支撑。                                   

  雨篷二:夹胶玻璃雨篷悬挑约1米,由变截面T型钢龙骨进行支撑。

  2.1 采光顶系统介绍

  长沙宜家购物中心项目主体为大型购物商场,档次高端。商场中央顶部采光顶面积大、数量多(如下图所示),且要求具有较高的功能性和精美的外观,是该项目系统设计的重难点之一。

图9 长沙宜家屋面模型效果图

  采光顶外形轮廓为弧形,中间顶部为最高点,逐渐向两侧降低形成一定排水坡度,基于这个造型,沿着屋面弧形轮廓,共有大大小小13个采光顶。

  该项目采光顶采用半隐框玻璃系统,玻璃选用8mm钢化(Low-E)+12A+6mm半钢化+1.52pvb+6mm半钢化中空夹胶玻璃。对于该系统龙骨材料的选择,考虑采光顶施工恰逢雨季,为满足夏季施工尽快闭水的要求,同时保证龙骨截面轻盈美观,该系统主次龙骨均采用喷涂铝合金型材。

  2.2、系统介绍:主龙骨受力分析

  如下图剖面,采光顶一侧玻璃面与地面夹角为15°,另一侧与地面夹角为30°,形成两个自然排水坡度。顶部弧形位置玻璃考虑折线拼接,龙骨沿着弧线轮廓的放线方向进行布置。经综合考虑,主龙骨截面175×70mm,次龙骨截面80×70mm,主龙骨布置的方向垂直于图示剖面方向。

图10 长沙宜家屋面采光顶剖面图

图11 主龙骨重力分析图

  主龙骨跨度为4m,经结构计算校核,重力荷载在龙骨在弱轴方向(沿着坡度的方向)有一个分力G2,在G2作用下主龙骨会出现刚度不足的情况,尤其在龙骨跨中的位置位移量难以控制。如何在不改变龙骨截面的情况下解决此问题,成为该系统设计的关键所在。

  2.3 系统介绍:受力体系

  如右图龙骨布置图所示,1、2号龙骨为主龙骨,3号龙骨为次龙骨。主龙骨跨度4米,为解决龙骨刚度不足的问题,针对性采取以下措施:

  1号龙骨:底部存在通长钢梁,可跨中增加支点,使支点间距变为2米,见左图标示处;2号龙骨:支点间距4m,跨中位置通过3号龙骨与1号龙骨进行拉接,解决2号龙骨度不足的情况;                          

  3号龙骨:既作为采光顶次龙骨又作为相邻2号主龙骨的拉接龙骨,长度1m。两端通过角铝与两侧立柱可靠连接,充当拉杆作用。

图12 采光顶龙骨布置图

  采取以上措施,巧妙地通过合理改变受力体系的方式来解决龙骨刚度不足的问题,避免增加龙骨截面及厚度。

  2.4 系统介绍:节点设计

  主龙骨底部存在对应钢梁,在跨中位置增加支点加以固定,以解决主龙骨刚度问题,连接节点见下图:

图13 采光顶主龙骨跨中增加支点节点图(右侧为1-1剖面)

  主龙骨跨中位置通过横梁拉接节点,使用6mm厚铝合金角码进行螺栓连接,解决主龙骨刚度问题,连接节点见下图(采光顶次龙骨拉接节点图):

图14 采光顶次龙骨拉接节点图(右侧为2-2剖面)

  2.5 系统介绍:优点分析

  与常规系统相比,本方案具有以下特点和优点:

  1.该采光顶龙骨跨度较大,为保证采光顶的通透度及室内观感舒适度,龙骨体系仍选用铝合金系统,且截面大小进行控制。

  2.在龙骨计算校核刚度不足的情况下,没有一味遵循经验采用增加龙骨截面的方式来解决问题,而是考虑整体体系受力,利用现有条件,通过改变连接措施进行解决,既降低了材料成本,同时保证了外观效果,达到双赢。

  3.采用铝合金龙骨系统简化施工工艺,避免现场高空焊接,施工质量能得到有效保证。

  2.6 15#采光顶方案设计

图15 15#采光顶平面图

图16 常规框架式采光顶节点图

  对整个采光顶的建筑效果和构造进行分析,我们从外观、合理性、现场施工三个角度切入,积极推动施工方案优化。

  (1)15#采光顶设计为拱形,立面三角形玻璃在重力方向会向下坠,玻璃面板下端较难设置托块,解决承重问题成为设计重点。

图17 玻璃受自重影响分析

  (2)15#采光顶设计的外形效果是由折线拼接成双曲面效果,如果折线仅为一条单线,在采光顶分格断缝位置可以实现顺滑拼接。

  而常规框架式采光顶玻璃幕墙系统,幕墙龙骨有一定截面高度,在采光顶分格断缝位置,幕墙龙骨拼接扭转处施工质量无法保证。

图18 常规框架式采光顶龙骨布置模型效果

  (3)如采用常规框架式采光顶方案,幕墙龙骨在分格断缝处均被打断不能通长布置,需要每根龙骨均设置两个与主体钢结构连接的转接件。转接件数量较多,且外观可视,影响室内效果。

  我们经过深入分析和讨论,认为本项目15#采光顶更适合采用圆盘夹具系统。该系统具有安装简便,可调节,外观效果更通透等优势,获得业主、设计院以及顾问认可。

图19 常规框架式采光顶龙骨整体模型效果

图20 圆盘夹具方案龙骨整体模型效果

图21 圆盘夹具实物照片

图22 采光顶部分玻璃安装照片

图23  15#采光顶施工过程照片


  三、总结

  随着人们日益增长的对美好事物的需求,越来越多的富有特色的建筑如雨后春笋般冒出来,幕墙设计工作的难度也将登上一个新台阶。如何控制好建筑的造型,达到建筑师的预想,如何让设计工作更高、更好、更快,成了幕墙设计师迫切需要思考的命题。本文对长沙宜家购物中心项目重难点系统作了简单的分析总结,旨在能给予一些参考。

(文章版权归作者所有)