菱形板塊幕墻設(shè)計淺析

劉超陽 深圳市特區(qū)建設(shè)發(fā)展集團有限公司，深圳 518000

1 引言

對于菱形板塊的幕墻來說，立柱并不垂直于樓面，橫梁與立柱之間夾角也不是90°；因此在幕墻設(shè)計時存在著一定的難度，如何保證幕墻結(jié)構(gòu)的安全及方便施工，值得進行探討。

2 工程概況

本項目為一高檔寫字樓，地上40 層，建筑高度為170.15 米，平面圖為正六邊形，外立面幕墻由菱形板塊構(gòu)成。

建筑圖立面見圖1，平面圖見圖2，局部大樣圖見圖3。

圖1

圖2

圖3

3 菱形板塊設(shè)計

3.1 菱形板塊分析

整體立面由菱形板塊構(gòu)成，板塊尺寸（寬）2560mm×（高）4000mm，每四個菱形板塊組成一個大的菱形，大菱形板塊的四個角設(shè)置了一個鋁板四棱錐體，錐體頂為一個穿孔鋁板的錐尖，內(nèi)置LED 燈具，每個大菱形板塊內(nèi)設(shè)置一個開啟扇。

幕墻與橫梁的關(guān)系不是垂直的，使得兩者的連接也需采用特殊構(gòu)造。

由于開啟扇板塊不是矩形，開啟方式也不同于普通幕墻。

3.2 立柱設(shè)計

3.2.1 立柱與主體結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計

由于菱形板塊幕墻立柱與樓面在幕墻平面內(nèi)不是互相垂直的，立柱與主體結(jié)構(gòu)的連接就不同于普通幕墻，在設(shè)計中需綜合考慮，使連接構(gòu)造既便于施工又能保證質(zhì)量。

主體結(jié)構(gòu)梁為高430mm 的工字鋼梁，為了避免安裝立柱時在主體鋼梁上進行焊接，在主體鋼梁上預(yù)先設(shè)置了加筋鋼板。

圖4

支座轉(zhuǎn)接件采用鋼板制作，為了保證其剛度，在其背面加焊二條加強筋板。

支座連接件通過角碼用螺栓固定在主體鋼梁的加筋鋼板上，運用水平與垂直方向的腰形長孔，在安裝時可實現(xiàn)前后、左右及上下方向的三維調(diào)節(jié)。

熱鍍鋅角鋼支座用螺栓固定在支座轉(zhuǎn)接件上，通過設(shè)置的腰形長孔，可實現(xiàn)左右及上下方向的調(diào)節(jié)，保證了立柱的安裝精度。

3.2.2 立柱的計算

普通幕墻立柱為單向受彎構(gòu)件，菱形板塊幕墻立柱則為雙向（風(fēng)荷載、自重）受彎構(gòu)件。在進行計算時應(yīng)注意這一點。

3.3 立柱與橫梁的連接設(shè)計

為了保證幕墻的內(nèi)視效果，在橫梁的后端增加一扣蓋，使其在外形上與立柱相同。

圖5

幕墻與橫梁的關(guān)系不是垂直的，使得兩者的連接也需采用特殊構(gòu)造。見圖5，在橫梁上設(shè)置兩扣槽，使橫梁與角碼能方便可靠地連接。

如果采用普通角碼，對穿螺栓無法緊固，為此專門設(shè)計兩種特制連接角碼，解決了立柱與橫梁的連接問題。

3.4 開啟扇的設(shè)計

由于開啟扇板塊不是矩形，開啟方式也不同于普通幕墻。開啟扇為一倒置梯形，上底寬1890mm，下底寬586mm，高1020mm，面積為1.26m2；自重約500N。

由于開啟扇左右邊不平行，無法采用傳統(tǒng)的上懸窗的開啟方式，所以采用平推窗的開啟方式。

3.5 四棱鋁板錐體的設(shè)計

四棱錐體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，錐體底部的四根鋁合金型材需與立柱、橫梁可靠地連接，構(gòu)成一矩形框架來安裝玻璃板塊及鋁板錐體；為此專門設(shè)計了多種連接角碼，保證了這些鋁合金型材能用螺栓方便、可靠地連接起來。