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青岛大剧院幕墙设计(上)

来源:中国幕墙网收集整理  作者:赵西安 等  日期:2009-8-12
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摘要:本文介绍了青岛大剧院幕墙工程的设计,叙述复杂造型幕墙设计施工难点和解决思路。
关键词:幕墙设计 开放式石材幕墙系统 超大截面型材 超大板块玻璃 超大圆弧玻璃
点击进入>>>>青岛大剧院幕墙设计(下)
  本文作者:刘金星 李伟东 赵西安
  1.建筑总体说明

图1  大剧院整体效果图

  1.1工程概况
  青岛大剧院位于青岛市崂山区,大剧院项目总建筑面积约6万平方米,其中包括1600座的大剧场,1200座的音乐厅和400座的多功能厅及其它附属设施,能满足歌剧、舞剧、话剧、戏曲、交响乐以及歌舞、曲艺、杂技和大型综艺演出等功能需求,并具有接待世界一流艺术表演团体演出的条件和能力(见图1)。  
  1.2幕墙系统
  青岛大剧院幕墙系统包括5个部分,石材幕墙系统、石材与玻璃交替幕墙系统、大跨度明框玻璃幕墙系统、后台带遮阳板幕墙系统、底部入口幕墙系统。

  2.石材幕墙系统
  2.1造型特点及难点
  2.1.1青岛大剧院整个建筑外墙80%以上的面积为干挂花岗岩,整个外立面起伏充满了变换,是青岛大剧院"巨石"建筑构思得以完美的体现。

  2.1.2石材选用30mm厚莱州白麻石材,表面荔枝面处理,石材幕墙外立面为7°倾斜造型

图2  典型石材幕墙立面效果图


(见图2),所有不都为圆弧造型。若采用普通倾斜造型,所有的圆弧位置石材加工成为双曲造型才能实现建筑效果,这样不但造价高昂,而且幕墙的安装难度非常高。 因此,将外立面设计成阶梯状的造型,通过石材的前后错位实现7°倾斜的造型,而且做到圆角处的石材半径一致,这样将三维空间的石材,转换为二维的做法,降低了造价和施工难度(见图3).

 

图3  圆弧位置示意图


  2.1.3所有石材板块保持1100mmx450mm(宽x高)的模数在转化,横向贯通30mm的宽缝,竖向为6mm细缝,并且通过几何计算,进行错缝设计,保证所有五万多块石材板块无上下重合的缝隙。

  2.2石材幕墙系统说明
  2.2.1石材幕墙面才选用30mm莱州白麻天然花岗石, 所有石材幕墙龙骨选用热镀锌Q235B钢材,石材幕墙系统为开放式系统,保温防水系统设置在外墙表面与石材幕墙龙骨及面板各自独立施工,采用双跨梁力学模型,保证倾斜龙骨的受力合理,石材面材与龙骨连接采fischer的FZP后扩底锚。

图4 石材幕墙“干湿”分区示意图


  2.3系统设计过程
  2.3.1开放式系统的防腐、防水、保温性能的保证
采用“干湿分区”设计的思路(见图4),将复杂的外形部分作为开放部分允许水通过石材缝隙进入内部,将造型相对简单的内墙部分系统做成保温防水系统。石材面材选用进口优质油性防护的石材防护剂,使其充分渗透到石材内部并形成保护层(阻水层),从而达到防水、防污、耐酸碱、抗老化、抗冻融、抗生物侵蚀等功能,提高石材的使用寿命和装饰效果;幕墙主龙骨与次龙骨焊接完成后,再进行热镀锌处理,保证镀锌层平均膜厚到达85μm以上。横龙骨与主龙骨连接、主龙骨与主体结构连接都采用A2-70不锈钢螺栓,确保幕墙在沿海盐雾气候下的防腐能力。外墙的保温防水系统的设计考虑了建筑本身外形复杂转角多的特点,若采用传统的在幕墙龙骨后加防水的金属板及保温板的做法,不仅施工难度大,而且容易有渗漏点出现,因此将30mm厚聚苯挤塑板及JS防水系统设置于建筑外墙表面,与幕墙龙骨分离,从而大大降低了施工难度及渗漏隐患(见图5,

<图5  保温防水系统构造图


<图6  传统开放式石材幕墙系统做法

  2.3.2系统的科学性、先进性、施工简便性
石材面材与龙骨连接采用fischer的FZP后扩底锚栓,使得系统具有良好的力学性能抗震性能。

图7  石材开孔对比图


  按照上图所示安装背栓能够最大限度的减小板面应力。采用(2)图所示双切形式加工背栓孔,与(1)图相比能够很好的消除因石材加工产生的误差,保证石材板块的安装精度。石材通过铝合金挂件与横梁挂接,保证了石材的可更换性(见图7)。

  2.3.3造型的实现
  高度方向每提高一个分格(450mm)平面错台55.25mm的阶梯造型来实现幕墙的7°倾斜,将三维空间结构转化为二维的关系(见图8)。

 

图8  直面与弧面、斜面与弧面过渡位置处石材幕墙俯视图


  同时在幕墙直面与弧面、斜面与弧面过渡位置处,通过改变水平错台的变化来实现均匀圆滑的过渡(见图9)。

  

图9  典型石材幕墙立面分格图

 

图10 石材幕墙顶部石材板块轴侧图

  

图11 石材幕墙顶部石材加工图

  石材幕墙顶部收口部位是本工程石材加工及安装的又一难点,为此采用化繁为简的思路,每四到五块板块一个模数进行变换,用CAD软件对每块石材进行三维放样,保证了石材板块的准确性,使得幕墙外观的统一、协调(见图10,11)。

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