超高層單元式幕墻設(shè)計思路及相關(guān)問題闡述

伴隨城市化進程的加快，高層建筑不斷發(fā)展起來，逐漸出現(xiàn)了超高層建筑。超高層建筑的特殊形態(tài)主要通過幕墻實現(xiàn)，其中，單元式幕墻是現(xiàn)階段超高層建筑最主要的內(nèi)容，對建筑的形態(tài)有著重要的影響。因此，文章以福州世茂國際中心的超高層單元式幕墻為例，對超高層單元式幕墻設(shè)計思路及相關(guān)問題進行闡述。

超高層建筑的單元式幕墻設(shè)計框架復(fù)雜，需要考慮的設(shè)計因素多，伴隨我國社會主義市場的發(fā)展，為超高層建筑的單元式幕墻開發(fā)提供了新的發(fā)展機會，很多高樓建筑以及城市地標建筑都采用了單元式幕墻。文章對應(yīng)用于福建福州的世貿(mào)國際中心項目建筑的幕墻進行專項試驗。根據(jù)所得試驗結(jié)果及試驗情況分析得出了關(guān)于幕墻結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計、面材的選用、注意事項等方面的建議，并對其單元式幕墻設(shè)計思路進行研究。

1.試驗過程分析

（1）實驗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)研究

福建福州的世貿(mào)國際中心項目建筑筑幕墻試驗參照規(guī)范對高樓建筑幕墻荷載的取值和要求進行了明確。福州國際世貿(mào)的超高層建筑所在地的氣候的夏熱冬暖，建筑結(jié)構(gòu)主要是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，核心的結(jié)構(gòu)體系的核心式，幕墻風(fēng)荷載技術(shù)參數(shù)： 風(fēng)荷載的基本風(fēng)壓值為0.70kN/m2，單元式幕墻的最大溫度變化值為80攝氏度，建筑的抗爭防裂度數(shù)為7度，基本地震加速度值為0，1g。根據(jù)風(fēng)速隨樓層變化曲線圖顯示風(fēng)速在高度550m 時最大，目前按照規(guī)范只能計算的最大標高為550m 的結(jié)論。風(fēng)荷載標準值計算公式： wk = βgzμs1μzw0。

（2）試驗體尺寸和規(guī)格

根據(jù)試驗實際條件，設(shè)計了規(guī)格為2長400mm，寬200mm單元體玻璃幕墻試驗板塊。第一，鋁材選用的必須要是國家生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)性鋁材，建筑慕檣的立柱等主要受力材質(zhì)型號為6063-T6，鋁材的外表面室外要用氟碳進行噴漆處理，室內(nèi)要用粉末進行噴涂處理。第二，玻璃材料選用可視中空雙鋼化玻璃，且要在一些部位圖上8毫米厚的鍍膜。第三，結(jié)構(gòu)膠，主要選用具有較好粘性和延伸性且能抵抗氣候和紫外線刺激的GE-SSG4400硅酮結(jié)構(gòu)膠。第四，密封膠，主要選用能夠抗老化、沒有污染、價格低廉的EPDM膠。

2.超高層單元式幕墻的設(shè)計

（1）立柱的設(shè)計

福州世茂國際中心的超高層建筑高273m，風(fēng)荷載標準值為4.19pa，和其他高層建筑相比，其風(fēng)荷載值較高，導(dǎo)致幕墻的主要受力立柱材截面較大，生產(chǎn)難度系數(shù)較大。根據(jù)福州世茂國際中心的超高層建筑單元式幕墻設(shè)計的具體情況，將立柱和裝飾蓋板進行了合并，加強了立柱的整體尺寸，為其建設(shè)的安全和經(jīng)濟提供給了一定的保證。

（2）轉(zhuǎn)角板塊的優(yōu)化設(shè)計

福州世茂國際中心的超高層單元式幕墻，其轉(zhuǎn)角受施工場地條件的限制，每個分格一般都會設(shè)計成獨立的單元板塊進行拼接。幕墻的轉(zhuǎn)角板塊的安裝和加工和其他板塊相比具有難以控制的因素，經(jīng)常導(dǎo)致具體安裝不準確、不到位的問題出現(xiàn)，繼而使轉(zhuǎn)角問題成為單元式幕墻工程建設(shè)的最大問題。隨著地區(qū)的發(fā)展以及技術(shù)研究的深入，對幕墻轉(zhuǎn)角的設(shè)計問題得到了改善，將29度轉(zhuǎn)角區(qū)域設(shè)計成三個分格的連接形式，并由分格組成整體的幕墻板塊。這種設(shè)計在提升幕墻轉(zhuǎn)角板塊安裝工作效率的同時，在一定程度上減少了幕墻開縫的問題，有效防止了漏水問題。

（3）轉(zhuǎn)接掛件系統(tǒng)的設(shè)計

超高層建筑單元式幕墻的上墻掛件受大風(fēng)壓的影響常使用Q235B材質(zhì)鋼材。但大多數(shù)建筑的剛才精度較低，存在一定的誤差，對施工現(xiàn)場的單元式幕墻設(shè)計安裝產(chǎn)生消極影響，對工程的施工效率嚴重制約。福州世茂國際中心的超高層單元式幕墻的轉(zhuǎn)接掛件使用的是鋁合金轉(zhuǎn)接掛機，材質(zhì)為6061-T6高強航空硬鋁 ，具有質(zhì)量輕巧、強度高、不容易生銹的特點，能夠增強高層建筑的安全。另外，轉(zhuǎn)接件的設(shè)計需要對周圍溫度、主體移動以及移量的吸收進行考慮，具體的操作表現(xiàn)為，對幕墻板塊的左右鋁合金掛鉤進行設(shè)計，在其中一邊的掛鉤上通過利用螺釘來對掛座的導(dǎo)軌進行板塊定位，實現(xiàn)板塊掛鉤在導(dǎo)軌范圍內(nèi)的自由伸縮。

（4）大型豎向裝飾條設(shè)計

超高層單元是幕墻設(shè)計的豎向分布的長400mm，寬200mm的大型鋁裝飾條，這種鋁裝飾條設(shè)計的關(guān)鍵是對裝飾條的固定以及對截面形狀的安排等。其中，設(shè)計的方式的立柱多點固定以及隱藏式螺釘固定方式，在適應(yīng)結(jié)構(gòu)受力的同時，利用分段設(shè)計將裝置條的兩個部門進行開模設(shè)計，在一定程度上減少了工作的難度，實現(xiàn)了良好的建筑效果。

總結(jié)

隨著超高層建筑在城市發(fā)展中地位的提升，單元式幕墻設(shè)計以其自身的優(yōu)點成為超高層建筑的重要內(nèi)容。有關(guān)人員對超高層單元式幕墻設(shè)計的標準也不斷提升，在幕墻的設(shè)計、加工、抗震等環(huán)節(jié)有了新的要求。因此，再具體施工中要加強對各個環(huán)節(jié)的把控，根據(jù)一定的原則進行施工，從而提升單元式幕墻工程的總體質(zhì)量。

（作者單位：中國建筑科學(xué)研究院）

作者簡介：梁云東（1981-），男，漢，黑龍江省賓縣人，漢，本科，工程師，研究方向：工程咨詢。