1引言
在现代建筑设计中,建筑师追求建筑外观的新、奇、特艺术效果，出现了不少三维自由曲面造型的建筑立面。其基本表现手法是利用异形玻璃幕墙,通过对面板（词条“面板”由行业大百科提供）曲面的变化形式来表现的，这给了幕墙公司的技术人员和科研研发，提出了不小的挑战和巨大的契机。可以说，异形幕墙的出现和发展给了幕墙设计师们发挥其聪明才智的空间，促使建筑幕墙的设计与施工技术向前发展。本文想通过对经过时间考验的实际工程项目使用过的成熟节点的介绍和分析，进一步提高我们对新的异形幕墙节点的设计和理解能力。
北京天文馆异形玻璃幕墙和玻璃旋体，是典型的双曲面玻璃（词条“双曲面玻璃”由行业大百科提供）幕墙。从工程竣工到现在已有十多年的时间了。位于南、北立面的夹胶中空玻璃双曲面幕墙和马鞍形玻璃通道的异形夹胶玻璃面板，已经经受到了时间的考验。在该项目的异形幕墙中从玻璃幕墙到玻璃旋体造型。以及玻璃采光顶、屋顶玻璃体造型等相关于异形幕墙的特殊构造节点有二十种之多。由于节点设计的比较合理，针对性和可实施性强，对异形玻璃幕墙的结构安装和面板安装起到了决定性的作用。使得双曲面的玻璃造型流畅顺滑。
本文对在北京天文馆项目中使用的几种特殊节点进行一下分析介绍。这些节点在近十多年中除本项目使用外，部分已经大量应用在其它的异形幕墙的项目中，成为通用的标准节点，取得了良好的经济效益和社会效果。有些节点已经审请了专利，成为被国家认可的专利技术并取得了相应的专利证书，为幕墙行业技术的发展做出了贡献。下面，结合实际工程案例作一些粗浅的解析。
1.1、异形幕墙项目北京天文馆新馆简介
北京天文馆新馆的建筑位置位于北京市西直门外大街138号，总建筑面积22000平方米.是一个大型综合性天文馆。工程建筑设计由美国王弄极建筑师事物所和中国航天建筑设计研究院联合承担完成。玻璃工程分成三个主要部分：北立面幕墙以及采光顶、马鞍形玻璃通道、四个空间钢结构玻璃旋体。无论从设计和施工的技术难度都超乎想象。(如图1.1-a、b、c、d)
建筑物由五层钢筋混泥土结构、钢结构、玻璃幕墙及采光顶、马鞍形玻璃通道和四个各具象征意义的玻璃旋体组合而成。在四个玻璃旋体内部分别布置多功能厅、动感影剧院、天文观测台等功能建筑。在建筑物中部设置了一个由异形玻璃拼接的马鞍形玻璃通道贯穿整个建筑，将北立面的玻璃幕墙和南立面的石材幕墙连接。其建筑创意新颖、造型别致、层次分明，用玻璃与钢结构的有机结合体现了过去与未来、艺术与自然的和谐统一。
1、2、北立面幕墙和采光顶、屋顶玻璃体的构造
北立面玻璃幕墙由于建筑节能要求，玻璃采用8mm(钢化)+12A(中空)+8mmLow-e(钢化)玻璃，玻璃基本分割尺寸为3000mmX1000mm。幕墙按横明竖隐构造。幕墙结构系统采用了横向由T型钢龙骨支托，既作为外视横线条也作为玻璃面板（词条“玻璃面板”由行业大百科提供）的水平支承结构。(如图1.1-a)
在建筑物北立面幕墙与东、西立面幕墙的衔接过渡处的弧形面是由两段不同半径的弧面衔接过渡，避免通常情况下的直角衔接;在北立面玻璃幕墙的西侧，局部为凹球型玻璃表面，而球面与平面衔接处为顺滑过渡的空间三维曲面。其设计、加工及安装难度，迄今为止均为国内幕墙业所不多见。整个建筑物线条流畅合理，与周围建筑物益显和谐。(如图1.1-b、c)
北立面幕墙结构按9m跨度布置18根ф800mm直经的钢管柱,为适应玻璃幕墙的艺术造型，在18根直径为ф800mm、高度为30m，每根重量为9.9吨钢立柱中就有8根为弯曲钢柱。由于钢管的直径太大，弯曲孤线要求精度高，又是每根弯曲弧线不一致，给加工制作和现场安装造成了很大的难度。经技术人员、施工人员多次试验，克服了各种困难，最后采用方案是：在后场分级热弯剪裁成型;在现场放样逐级校正的办法。(图1.2-b)
为达到立面通透的效果，在柱与柱之间的支承结构上我们采用了9m跨的变载面水平玻璃肋作为玻璃幕墙受风荷载的主要支承结构，用横向玻璃肋与钢方通的组合结构支撑着有横向线条的立面玻璃，用φ12mm的钢拉杆来保证玻璃肋的平面处稳定，这在国内是首次使用的。为确保安全，玻璃肋采用25.52mm的双钢化夹胶玻璃，用不锈钢夹板连接，并通过运用ANSYS软件作整体计算和幕墙三项性能实体试验证明，该结构安全、合理。(如图1.2-c)
采光顶采用隐框作法，玻璃为中空钢化夹胶玻璃。排水坡度为3%。根据建筑物的功能要求设置13个电动通风排烟窗。为避免夏季阳光的过度照射，在采光顶的室内我们设置了玻璃遮阳百页。合理的节点设计和材料组合保证幕墙的功能要求。在屋面的顶部，球形天文望远镜的周边安装了多个无使用功能的玻璃体造型，其结构都是由钢结构支承的点支式玻璃幕墙，实现的效果是在室内的玻璃旋体穿透屋面与天空相呼应(如图1.2-d、e)
2、节点设计
2.1、马鞍形玻璃通道与南北立面异形幕墙
在建筑物中部设置了一个由曲形钢结构支撑，用360片不同尺寸、不同规格的双曲面热弯夹胶玻璃拼接而成的马鞍形玻璃通道，这个通道贯穿整个建筑。它将北立面的曲面玻璃幕墙和南立面的石材幕墙连接。它的特殊之处在于极具创造性的利用钢结构和双曲面玻璃组成连续的马鞍形空间双曲面，实现了一个富有想象力的梦幻空间。(如图2.1-a、b、c)
在南、北立面的马鞍通道入口处，由于外形和玻璃分割线所限，使钢结构龙骨的加工和玻璃的加工安装碰到很大的难题。固定玻璃的次龙骨是曲线形，而固定玻璃的槽口又要与玻璃的边缘对应，这就出现了次龙骨为曲线扭曲形状;异形边双曲面玻璃最大长度达3680mm×1200mm，这在国内玻璃加工（词条“玻璃加工”由行业大百科提供）业是从未遇到过的难题。经多次论证和试验，确定了加工安装方案。
钢龙骨的制作分两步进行，首先将龙骨的外形按设计要求的曲线制作成形，保证将误差控制在±1.5mm之内，并预安装到位，再按每隔100mm作一个与玻璃面的切线对应点，确定扭曲度数并逐级校正成形，确保玻璃边缘与龙骨槽口吻合。
在北立面玻璃幕墙和马鞍形玻璃通道入口的玻璃幕墙，采用了横明竖隐的玻璃幕墙形式。幕墙结构系统采用了横向由T型钢龙骨支承，在外部增加了铝合金装饰扣条。使其既作为外视横线条也作为玻璃面板的水平支承结构。图 2.1-d北立面异形玻璃幕墙节点图中所示的为大面的基本节点，在转角处和曲面幕墙处的节点是在此基础上进行了加强改造。(如图2.1-d)
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建设单位：北京天文馆新馆建设工程业主委员会
设计单位：中国航天建筑设计研究院
建 筑 师：吕琢
幕墙形式：双曲面玻璃幕墙
工程概况：位于北京西外大街，采用轻钢结构半
