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澳门科学馆铝板幕墙设计与下料 |
| 来源:09年会论文集 作者:黄晓青 日期:2009-4-14 页面功能 【字体：大 中 小】【打印】【关闭】【评论】 |
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摘要：澳门科学馆铝板幕墙造型主要为塔楼的斜圆锥台和裙楼的半球体和螺旋楼梯铝板，采用开放式的铝板节点设计，具有比较现代和奇特的建筑美感。本文结合塔楼斜圆锥台铝板幕墙的实际阐述复杂形状铝板幕墙的设计和下料的一些方法。
关键词：三维建模;开放式铝板;铝板工艺;放线
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澳门科学馆塔楼高56. 9m，分为上面的小斜圆锥台和下面的大斜圆锥台，立面为开放式的铝板。大斜圆锥台各环的圆心连线与水平面成69.40度的倾斜角，顶部被一个与水平面成11.65度的斜面所切，形成一个椭圆形的铝板屋面;大斜圆锥台上面为一个小的斜圆锥台，其顶部为椭圆形的玻璃天窗。下面分成几方面介绍斜圆锥台的设计和下料:
首先，是三维建模。大斜圆锥台的建模是由与水平面平行的21个圆环和顶部一个斜的椭圆环组成，按照建筑图给出的各圆环的圆心坐标和分格数来确定各圆环上的铝板分格线;小斜圆锥台顶部和底部都为椭圆环，中间为5段与水平面平行的圆弧组成。斜圆锥台按照以下的原则来建模:保证相同分格数的圆环的每段分格的竖边都在同一条直线上;分格长度大，高度小的各环的分格数相同;分格长度小，高度大的各环的分格数相同;各圆环的圆心都在同一条斜线上。立面分格高度方向从第1环开始采取分格长度大，高度小的一环接分格长度小，高度大的两环的排列方式，使总体立面效果呈现疏密有序，而不是千篇一律的感觉。(如图1，2)
其次，是铝板接缝的设计。铝板幕墙接缝采用开放式的节点设计，不需要打胶。幕墙不需要做防水设计，采用土建结构防水。大刁、斜圆锥台采用混凝土结构，在结构上面先徐上防水涂层，采用90x90x6槽铝垫上2mm的EPDM橡胶垫片，通过膨胀螺栓固定在结构上作为固定支座。铝板用90X90X6槽铝支座来固定，不需要横梁和立柱(如图3):铝单板左右边各用种焊钉固定一根铝型材竖料，在竖料的上下两端各通过2个螺栓固定一个L100x50xgmm铝挂耳，将铝挂耳挂装在槽铝支座中间的M12x160不锈钢螺杆上，这样就将铝板挂装在结构外面。装在槽铝支座侧面上的M6X50mm的螺栓可以在水平方向左右调整铝板，并起到限位的作用;装在铝板上端铝挂耳的MSx60螺栓可以在高度方向调整铝板;槽铝支座上安装螺杆的孔位在铝板进出方向开甲17X56的长条孔来调整铝板进出的距离，从而可以实现连接节点的三维位置可调。
再次，是铝板工艺。塔楼斜圆锥台铝板为不等边梯形的圆弧板，上下两条弧边的半径不一样，弧边所在的平面都平行于水平面，必须提供上下两条圆弧边的半径，弧长和弦长，左右两条直边的边长，左右两条直边和上下两条弧的弦边组成的梯形的2条对角线长，左右边与上下两条弧的弦边的夹角共4个，及铝板面相对于水平面的倾斜角度，由于每个数据都要保证精确．
因此，如何精确的测量出各个数据就相当重要。斜圆锥台的每块铝板的空间位置都不一样，故在测量每块铝板的尺寸数据时，必须先建立起相对于该铝板的UC5坐标，然后再在该坐标系中，通过测点到点的距离和边与边的夹角来得出各个尺寸数据，在测量板面相对水平面的倾斜角度时还要变换一次US坐标，所以这种方法是比较花费时间的。我们经过仔细的测量和检查，保证测出的数据是精确的。(如图4)
最后，斜圆锥台的放线采用了比较方便而有效的方法。由设计提供起始环和终止环各分格中点的三维坐标，通过仪器定出在相同水平位置上，竖向在同一条直线上的起始环和和终止环的两个分格中点，用细钢丝绳拉通线。确定了各分格竖向边所在的直线后，再按设计提供的各个水平分格的竖向分格中到分格中的数据，在每条直线上定出每一环每个水平分格的竖向的上下两个分格中点，再采用一个在厂里加工好的钢制辅助工具，由每个竖向分格中点的位置就可确定其对应的支座挂轴的中点及固定支座的膨胀螺栓的位置。结构的误差通过外伸钢通连接件来调整。
综上所述，对于复杂形体构成的铝板幕墙，首先要采用正确的方法建立三维模型，模型几何形状的控制尺寸要保证，这是最关键的，只有这样，后续的工作才有效;其次，要设计方便施工和铝板加工的节点，采用三维位置可调的节点安装时能够方便调整，减少安装的误差;在做铝板工艺图时，图纸表达正确很重要，不能漏掉任何一个铝板的加工控制尺寸。由于复杂形体的铝板往往控制尺寸较多，要在模型中采用正确的方法测量数据，保证数据的精确性。另外，复杂形体的施工放线是可以采用比较简便的方法来完成的。通过按节点预先加工一些辅助放线工具，可以大大提高放线的效率。
参考文献
[1]赵西安，《建筑幕墙技术手册》
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