四牌楼联合大厦幕墙工程实例分析

前言：

就像曼哈顿之于纽约，中环之于香港，陆家嘴之于上海， 一座座摩天大楼标志着每一个城市的“高度”。合肥四牌楼项目位于合肥市长江中路和徽州大道交叉口西北角，地处合肥城区的核心地带，建成后将成为全省图书经营和金融服务的旗舰店，给合肥市民提供全新的文化、金融服务，树立起一座代表着我们这个时代的城市“地标”，它将以国际化的开放姿态，拥抱这个全球化的时代。

一.工程概况

“钻石”是世界公认的珍贵的宝石，是“宝石之王”,给人以光彩夺目，灿烂辉煌的感觉，是兴旺发达的标志，它标志着顶级事业、顶级成就。主楼平面采用了正菱形演变而来的建筑形态，形似钻石，既蕴含着“钻石”所象征的美好寓意，同时多面体的建筑形体也使得建筑在各个角度形成变化有致，挺拔向上的形体。在节能上既能对北面现状住宅的日照影响最小，又能最大化南向的办公面积；“龙”是中国传统文化中高贵、尊荣的象征，以龙的美好寓意，代指企业的事业如巨龙腾飞，蒸蒸日上。主楼立面通过幕墙的层层折叠形成富有韵味的肌理，形似龙鳞般翻起的金属三角面，在阳光下泛起白光，勾勒出建筑的形体。建筑总高度157.7米。主要幕墙系统有塔楼龙鳞型单元玻璃幕墙系统、塔楼带竖向玻璃肋单元玻璃幕墙系统、塔楼屋顶框架玻璃幕墙系统、裙楼石材幕墙系统、裙楼条形窗系统，裙楼全玻璃幕墙系统。局部铝板幕墙系统等。（图1、图2、图3）

图1 四牌楼联合大厦整体效果图

图2 四牌楼联合大厦整体效果图

图3 工程施工现场图

二.本工程的重点难点（龙鳞型单元玻璃幕墙系统）

1、龙鳞型单元玻璃幕墙系统总体介绍：

本单元系統是本工程的最大亮点所在，也是重点难点所在，主要位于塔楼6层-31层位置，占单元幕墙总数量的五分之四左右，单元由21°与69°组成的直角三角形构成，整体立面不难发现主要由两种不同类型的单元左右相邻间隔、上下错位叠加而成，角部有竖向造型线条，为保证系统内部构造，直角长边玻璃固定采用明框形式。在控制单方造价及保证视觉效果方面：幕墙龙骨看面尽量控制到最小，增加整体的通透性。单元板块的分格宽度为1400mm，立面标准单元高4100mm。（图4、图5）

图4 龙鳞型单元玻璃幕墙系统局部效果图

图5 现场板块安装图

2、龙鳞型单元玻璃幕墙系统构造设计

此三角由于是斜三角，一面为玻璃完成面，一面为穿孔铝板完成面，此三角板块设计为通过后部平板块外挑三角板块模式，后部由公母立柱，上下横梁及中横梁构成，右侧公立柱采用立柱带护边型材，由于要外挑三角板块，上中下横梁均需要在对应位置开螺栓孔及工艺孔，于是前后连接为带角度钢件，所以需要此孔位精准度要高，否则会影响后续板块拼接。在前端三角横梁及三角立柱对应位置也需开螺栓孔及工艺孔。

3、板块龙骨的加工连接

标准板块为1400*4100，加上外挑比较多，板块内外采用钢件连接，由于带角度就对钢件加工精度要求比较高，制作板块时先把后部的平板块做好，再通过钢件把前部的三角造型连接起来。连接完所有的三角区域上下全部用铝单板封闭，由于空间比较小，铝单板折边需要开口以避开钢件部位，同时中间要加保温棉，安装时由于刚连接件都是螺栓连接，需扳手伸进工艺孔内操作，安装时较费时，也对工人的施工要求较高，但是看到一个个板块的成型，所有人都会感到喜悦。（图10）

图10 三角板块连接现场图

4、三角板块的结构计算

由于三角板块外悬挑比较大，所以对结构计算也是非常慎重，此板块采用ansys有限元分析计算，外侧悬挑较大，三角造型遇风会有摆动，如果只在三角两端与立柱连接，连接的螺钉由于剪力较大将会破坏，在板块中间使用钢件连接大大增加了结构的稳定性。

5、内开启设计

本工程采用穿孔铝板后安装内开窗式开启设置，内开窗位于三角短边一侧，外侧为穿孔铝板，外侧看面看不到内侧开启，得以让立面效果完整体现，同时内开窗也保证了安全，避免了外开窗意外掉落的隐患。内开窗为内外铝单板饰面，铝单板内侧放置保温岩棉，由于此开启窗较高，生产板块前在加工厂做了淋水实验，确保无漏水后才批量生产。（图13）

图13 内开窗现场图

6、单元百叶窗设计

本工程中由于通风考虑有玻璃百叶和铝合金百叶两种，玻璃百叶采用夹胶玻璃通过螺钉与型材连接，铝合金百叶采用百页框连接好再与单元板块连接。三角长边使用玻璃百叶，短边使用铝合金百叶，确保大面效果协调。

7、龙鳞型单元玻璃幕墙系统设计注意事项

本工程生产前采用三维模拟分析，确保型材连接无问题，然后开模生产型材，在加工厂加工、组装或安装时可能会有其他无法预料的问题发生，所以可以从管理程序上进行管控，以减少单元板块的设计失误，规避损失。推荐先做样件，然后实验、试装、改进系统，确保无问题后再批量生产组装。由于空间三角形单元板块不在同一平面内，对安装及运输是不利的，安装时需要货架隔开，上下板块不能接触，由于是三角一旦接触就将损坏板块，另外在连接上上要注意预留吊装孔。对于此类三角折线型单元，因分格大小，角度的不同，不同的工程要独立结构计算，生产放样后才能最终确认，但做法原理是相同的。

三.结束语

本文主要通过四牌楼联合大厦项目来剖析此类异形单元体做法。 随着建筑的造型要求越来越多，此类单元幕墙也会越来越多的呈现出来，此种单元幕墙的设计经验也会越来越成熟，希望幕墙行业的技术越来越发达，呈现给社会更多精品的工程。只有掌握整个设计、施工过程中的要点，精心策划，科学管理，严抓质量安全管，有效采用计算机模拟，专业的测量和检测，才能完成用户满意的精品工程。