雙曲面玻璃幕墻節點設計方案解析——北京天文館新館異形玻璃幕墻

　　北立面幕墻結構按9m跨度布置18根ф800mm直經的鋼管柱,為適應玻璃幕墻的藝術造型，在18根直徑為ф800mm、高度為30m，每根重量為9.9噸鋼立柱中就有8根為彎曲鋼柱。由于鋼管的直徑太大，彎曲孤線要求精度高，又是每根彎曲弧線不一致，給加工制作和現場安裝造成了很大的難度。經技術人員、施工人員多次試驗，克服了各種困難，較后采用方案是：在后場分級熱彎剪裁成型;在現場放樣逐級校正的辦法。(圖1.2-b)

　　為達到立面通透的效果，在柱與柱之間的支承結構上我們采用了9m跨的變載面水平玻璃肋作為玻璃幕墻受風荷載的主要支承結構，用橫向玻璃肋與鋼方通的組合結構支撐著有橫向線條的立面玻璃，用φ12mm的鋼拉桿來保證玻璃肋的平面處穩定，這在國內是初次使用的。為確保安全，玻璃肋采用25.52mm的雙鋼化夾膠玻璃，用不銹鋼夾板連接，并通過運用ANSYS軟件作整體計算和幕墻三項性能實體試驗證明，該結構安全、合理。(如圖1.2-c)

　　采光頂采用隱框作法，玻璃為中空鋼化夾膠玻璃。排水坡度為3%。根據建筑物的功能要求設置13個電動通風排煙窗。為避免夏季陽光的過度照射，在采光頂的室內我們設置了玻璃遮陽百頁。合理的節點設計和材料組合保證幕墻的功能要求。在屋面的頂部，球形天文望遠鏡的周邊安裝了多個無使用功能的玻璃體造型，其結構都是由鋼結構支承的點支式玻璃幕墻，實現的效果是在室內的玻璃旋體穿透屋面與天空相呼應(如圖1.2-d、e)
　　
　　2、節點設計
　　
　　2.1、馬鞍形玻璃通道與南北立面異形幕墻
　　
　　在建筑物中部設置了一個由曲形鋼結構支撐，用360片不同尺寸、不同規格的雙曲面熱彎夾膠玻璃拼接而成的馬鞍形玻璃通道，這個通道貫穿整個建筑。它將北立面的曲面玻璃幕墻和南立面的石材幕墻連接。它的特殊之處在于較具創造性的利用鋼結構和雙曲面玻璃組成連續的馬鞍形空間雙曲面，實現了一個富有想象力的夢幻空間。(如圖2.1-a、b、c)

　　在南、北立面的馬鞍通道入口處，由于外形和玻璃分割線所限，使鋼結構龍骨的加工和玻璃的加工安裝碰到很大的難題。固定玻璃的次龍骨是曲線形，而固定玻璃的槽口又要與玻璃的邊緣對應，這就出現了次龍骨為曲線扭曲形狀;異形邊雙曲面玻璃非常大長度達3680mm×1200mm，這在國內玻璃加工業是從未遇到過的難題。經多次論證和試驗，確定了加工安裝方案。
　　
　　鋼龍骨的制作分兩步進行，首先將龍骨的外形按設計要求的曲線制作成形，保證將誤差控制在±1.5mm之內，并預安裝到位，再按每隔100mm作一個與玻璃面的切線對應點，確定扭曲度數并逐級校正成形，確保玻璃邊緣與龍骨槽口吻合。

　　在北立面玻璃幕墻和馬鞍形玻璃通道入口的玻璃幕墻，采用了橫明豎隱的玻璃幕墻形式。幕墻結構系統采用了橫向由T型鋼龍骨支承，在外部增加了鋁合金裝飾扣條。使其既作為外視橫線條也作為玻璃面板的水平支承結構。圖2.1-d北立面異形玻璃幕墻節點圖中所示的為大面的基本節點，在轉角處和曲面幕墻處的節點是在此基礎上進行了加強改造。(如圖2.1-d)