玻璃單元板塊本身設(shè)計(jì)為明框嵌槽，輔以結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)玻璃做安全保障，且保證了玻璃與附框共同位移，將玻璃與附框之間的平面內(nèi)位移轉(zhuǎn)換到單元板塊與主體支座間的位移變形。同時(shí)，根據(jù)重力原理，在三角形板塊上設(shè)置兩種類型支座約束，確保玻璃幕墻系統(tǒng)平面內(nèi)位移的適應(yīng)性，平面內(nèi)變形指標(biāo)達(dá)到 1/100 以上(圖8)。圖中支座 B解決了板塊的重力問題，支座 A 用以解決平面內(nèi)變形，由于板塊和支座轉(zhuǎn)接件之間采用軸銷鉸接，使玻璃板塊處于任何位置都具有足夠的安全性，全工況均此(圖9)。
圖8 “歡慶之云”支座約束類型原理圖
圖9 “歡慶之云”玻璃單元支座
2.4 小結(jié)
三角形玻璃空間幕墻的設(shè)計(jì)，由于空間任意角度的關(guān)系，在設(shè)計(jì)思路上需要另辟蹊徑。研究主體結(jié)構(gòu)類型以及全工況下，當(dāng)變形發(fā)生時(shí)對(duì)表皮的影響;玻璃形態(tài)和建筑找形須依靠 BIM（詞條“BIM”由行業(yè)大百科提供） 技術(shù)，根據(jù)單塊玻璃的形狀考慮重力設(shè)計(jì)，通過外表面以明框、隱框、點(diǎn)式等的不同表現(xiàn)形式，研究系統(tǒng)合理性;重點(diǎn)分析相鄰玻璃板塊之間平面內(nèi)外變形的規(guī)律，抉擇系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
3 類似案例及思索
近年來，在英國(guó)建筑師 Benoy 極力推廣的商業(yè)建筑設(shè)計(jì)中，采用單層異形網(wǎng)殼自由曲面采光頂作為中庭采光頂設(shè)計(jì)的項(xiàng)目越來越多，已形成一定規(guī)模的市場(chǎng)。考慮到自由曲面采光頂設(shè)計(jì)包含頂面、立面、頂面等不同角度的空間形態(tài)，大部分表皮系統(tǒng)采取以主體鋼結(jié)構(gòu)為支撐的幕墻系統(tǒng)，這在現(xiàn)行規(guī)范中尚無界定。
目前，單層網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)一般有兩種類型：焊接節(jié)點(diǎn)和螺接節(jié)點(diǎn)。而規(guī)范條款規(guī)定為須采用剛性節(jié)點(diǎn)，以控制整體的撓度和變形。
如圖 10 ～ 13 所示，兩個(gè)項(xiàng)目的玻璃面層與主體鋼結(jié)構(gòu)接近，從而顯得整個(gè)體系輕盈通透，賦予建筑與結(jié)構(gòu)之美感。可以看到，經(jīng)優(yōu)化的設(shè)計(jì)使主體結(jié)構(gòu)和幕墻系統(tǒng)趨于合理，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)和幕墻的構(gòu)件（詞條“構(gòu)件”由行業(yè)大百科提供）而言，其生產(chǎn)加工、連接工藝的先進(jìn)性正是項(xiàng)目獲得成功的關(guān)鍵，值得深思。
圖10 上海悅達(dá)889自由空間曲面點(diǎn)支式玻璃邊夾支撐系統(tǒng)
圖11 上海悅達(dá)889 自由空間曲面鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)
圖12 上海K11藝術(shù)購(gòu)物廣場(chǎng)自由空間曲面鋼結(jié)構(gòu)焊接節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)
圖13 上海K11藝術(shù)購(gòu)物廣場(chǎng)自由空間曲面隱框玻璃框架系統(tǒng)
4 結(jié)論
表皮設(shè)計(jì)承擔(dān)著文化歷史的傳承與創(chuàng)新的重要作用。對(duì)于特定的文化建筑或者城市標(biāo)志性建筑物，需要以不同尋常的辨別度、氣度非凡的表皮語(yǔ)言，淋漓盡致地激躍其設(shè)計(jì)理念，這就要求幕墻設(shè)計(jì)和材料運(yùn)用有所突破，不得不承認(rèn)幕墻設(shè)計(jì)師正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。
本文正是通過具有相當(dāng)代表性的自由曲面三角形玻璃幕墻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)介紹，展現(xiàn)攻克技術(shù)重點(diǎn)與難點(diǎn)的過程，以開辟新的思路。
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