本文摘自:《建筑幕墻創(chuàng)新與發(fā)展》未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載
1 工程概況
青島新機(jī)場(chǎng)建設(shè)項(xiàng)目T1航站樓位于青島市膠州市中心東北11公里,大沽河西岸地區(qū),北側(cè)緊鄰膠濟(jì)客運(yùn)專線,南側(cè)緊鄰膠濟(jì)鐵路,為新機(jī)場(chǎng)提供了良好的交通條件,新機(jī)場(chǎng)建成后將成為區(qū)域性樞紐機(jī)場(chǎng),可滿足年旅客吞吐量3500萬(wàn)人次,貨郵吞吐量50萬(wàn)噸,飛機(jī)起降30萬(wàn)架次。
機(jī)場(chǎng)方案設(shè)計(jì)構(gòu)型以“海星”為造型基礎(chǔ),關(guān)聯(lián)青島地域文化。既兼具集中式與單元式航站樓優(yōu)點(diǎn)的構(gòu)型,又充分體現(xiàn)青島作為海港城市的獨(dú)特海洋文化特征。主航站樓建筑外部造型以流暢的曲線為基調(diào),從來(lái)自兩側(cè)指廊的曲面向中央?yún)R聚,若五洋匯流,氣勢(shì)非凡。五指狀的對(duì)稱布局設(shè)計(jì)不片面追求外形的視覺(jué)效果,內(nèi)在聯(lián)系也極其講究,采用連續(xù)曲面指廊與大廳融為整體。五個(gè)指廊夾角較小,符合機(jī)場(chǎng)運(yùn)作要求,旅客登機(jī)和轉(zhuǎn)機(jī)便捷,機(jī)場(chǎng)運(yùn)作集約高效(見(jiàn)圖1)。
航站樓分區(qū)以指廊和大廳的結(jié)構(gòu)縫為邊界劃分,分為指廊A、B、C、D、E,大廳F。T1航站樓樓層分為6層,地上4層,分別為L(zhǎng)4,L3,L2,L1,地下1層。總建筑面積47.7萬(wàn)m2,幕墻總面積25.3萬(wàn)平米,建筑高度42.150米,幕墻頂標(biāo)高25.000米,幕墻結(jié)構(gòu)使用年限為25年。
本工程由玻璃幕墻、石材幕墻和鋁板幕墻等幾種類型幕墻所組成,本文則主要介紹體量大、難度高的大板塊幕墻系統(tǒng)。

圖1青島新機(jī)場(chǎng)平面圖
2 大板塊幕墻設(shè)計(jì)介紹
2.1大板塊幕墻-鋁合金系統(tǒng)
大板塊玻璃幕墻是本工程的設(shè)計(jì)重點(diǎn),系統(tǒng)設(shè)計(jì)的是否合理,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的安裝,后期的使用及維護(hù)都有很大的影響。設(shè)計(jì)的原則是保證建筑效果的前提下,玻璃幕墻系統(tǒng)在室外完成玻璃的安裝及后期的破損更換,施工機(jī)械的使用和對(duì)玻璃幕墻的維護(hù)盡量不對(duì)室內(nèi)產(chǎn)生影響。(見(jiàn)圖2)
機(jī)場(chǎng)作為大型交通設(shè)施,為實(shí)現(xiàn)人視線的流暢通透、簡(jiǎn)潔,上部旅客到達(dá)的公共區(qū)域采用大分格的玻璃幕墻,分格尺寸:寬3000mmX高2250mm,幕墻總高度8米~14米變化。

圖2大板塊幕墻系統(tǒng)局部大樣
為達(dá)到效果且受力體系明確,分為兩部分來(lái)實(shí)現(xiàn):第一部分是負(fù)責(zé)與主體結(jié)構(gòu)(詞條“主體結(jié)構(gòu)”由行業(yè)大百科提供)連接的鋼結(jié)構(gòu),位于最內(nèi)側(cè);第二部分是鋁合金框架系統(tǒng),正風(fēng)壓由豎向立柱和橫梁(詞條“橫梁”由行業(yè)大百科提供)承受,負(fù)壓由橫向壓板承受,壓板外側(cè)安裝裝飾條滿足建筑效果(見(jiàn)圖3、圖4)。
幕墻水平荷載傳遞路線:
玻璃面板→鋁合金橫梁→鋁合金立柱→鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)→主體結(jié)構(gòu)
幕墻自重荷載傳遞路線:
玻璃面板→鋁合金T型件→鋁合金立柱→鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)→主體結(jié)構(gòu)

圖3 橫剖節(jié)點(diǎn)

圖4 豎剖節(jié)點(diǎn)
玻璃幕墻標(biāo)準(zhǔn)板塊基本構(gòu)造體系,立面以9米左右為一個(gè)基本單元,每個(gè)基準(zhǔn)單元再均分為三等分。(見(jiàn)圖5)

圖5幕墻基本板塊構(gòu)造體系
本工程大板塊幕墻采用玻璃為12(超白)Low_E(雙銀)+12Ar+10+2.28pvb+8mm鋼化夾膠中空玻璃,單塊標(biāo)準(zhǔn)玻璃重量達(dá)到500多公斤。如果采用常規(guī)受力體系,僅支撐玻璃重量就需要較大截面的鋁合金橫梁,這與原建筑設(shè)計(jì)的要求相差較大。為解決這一問(wèn)題,引入了點(diǎn)式玻璃幕墻夾板承受玻璃自重的思路,幕墻設(shè)計(jì)采用了6061-T6鋁合金T型件,直接承受玻璃傳來(lái)的重力荷載,同時(shí),鋁合金T型件用來(lái)固定鋁合金橫梁,承受鋁合金橫梁傳來(lái)的水平荷載。(見(jiàn)圖6~圖9)

圖6 T型件安裝

圖7橫梁安裝

圖8裝玻璃后安裝水平壓板

圖9安裝裝飾條后效果
2.2大板塊幕墻-鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)
2.2.1本工程玻璃幕墻后側(cè)鋼構(gòu),根據(jù)不同位置的風(fēng)壓取值、不同的跨度,采用不同的截面。抗風(fēng)柱采用600x200x25x20(Q345B)(600的高度根據(jù)不同位置變化),標(biāo)準(zhǔn)鋼橫梁規(guī)格320x150x12(Q345B),頂橫梁規(guī)格320x200x16(Q345B)(厚度根據(jù)不同位置取值變化),鋼橫梁之間通過(guò)直徑20mm的550級(jí)鋼拉桿連接(見(jiàn)圖10),鋼拉桿承受外側(cè)玻璃幕墻及鋼橫梁重量,最終將自重荷載傳至頂部鋼梁。

圖10 幕墻鋼結(jié)構(gòu)橫梁與抗風(fēng)柱連接節(jié)點(diǎn)
2.2.2本工大廳區(qū)大板塊玻璃幕墻為弧線段(見(jiàn)圖11),在風(fēng)荷載的作用下,幕墻頂部支座會(huì)承受一定的側(cè)向力,幕墻鋼結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)之間采用常規(guī)耳板+銷軸的連接節(jié)點(diǎn)已不太適用。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)必須滿足具有良好的強(qiáng)度(詞條“強(qiáng)度”由行業(yè)大百科提供)、剛度、較強(qiáng)的耐磨性和可靠性等,并有一定的水平角度的轉(zhuǎn)動(dòng),這樣才能保證結(jié)構(gòu)的安全使用。

圖11彎弧位置示意圖
為解決這一問(wèn)題,幕墻設(shè)計(jì)采用了能實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)雙向受力和自由轉(zhuǎn)動(dòng)的向心關(guān)節(jié)軸承節(jié)點(diǎn),該節(jié)點(diǎn)可以避免傳遞力矩使銷軸產(chǎn)生永久變形,延長(zhǎng)桿件的使用壽命(見(jiàn)圖12、圖13)。

圖12鋼構(gòu)與網(wǎng)架連接球連接圖

圖13連接示意圖
向心關(guān)節(jié)軸承由一組具有外球面的內(nèi)圈和內(nèi)球面的外圈兩部分偶合而成,其外圈內(nèi)球面與內(nèi)圈外球面緊密貼合,可實(shí)現(xiàn)空間任意角度轉(zhuǎn)動(dòng)與擺動(dòng)。其結(jié)構(gòu)組成為:向心關(guān)節(jié)軸承及軸承外圈壓蓋、軸承內(nèi)圈定位套、銷軸、銷軸壓蓋和高強(qiáng)螺栓等附件。
向心關(guān)節(jié)軸承節(jié)點(diǎn)軸向力傳遞路線:
連桿→軸承外圈端蓋(嵌固板)→軸承外圈→軸承內(nèi)圈→耳板→主體結(jié)構(gòu)
向心關(guān)節(jié)軸承節(jié)點(diǎn)徑向力傳遞路線:
連桿→軸承外圈端蓋(嵌固板)→軸承外圈→軸承內(nèi)圈→銷軸→耳板→主體結(jié)構(gòu)
2.3大板塊幕墻-電動(dòng)開(kāi)啟系統(tǒng)
根據(jù)《青島新機(jī)場(chǎng)航站樓消防安全性能評(píng)估報(bào)告》對(duì)大空間排煙的要求,在屋面大廳側(cè)天窗,指廊頂天窗以及大板塊玻璃幕墻設(shè)置消防聯(lián)動(dòng)的電動(dòng)開(kāi)啟扇,總量約2100余扇,規(guī)格:寬1500x高1150,玻璃同樣采用12(超白)Low_E(雙銀)+12Ar+10+2.28pvb+8mm鋼化夾膠中空玻璃,單扇重量約150公斤,最大開(kāi)啟角度45°;開(kāi)啟扇配置多點(diǎn)鎖驅(qū)動(dòng)器,結(jié)合電動(dòng)開(kāi)啟裝置實(shí)現(xiàn)消防聯(lián)動(dòng)的要求(見(jiàn)圖14)。

圖14大板塊幕墻電動(dòng)開(kāi)啟示意圖
2.4大板塊幕墻-頂部封修系統(tǒng)
大板塊幕墻頂部封修,原方案為安裝龍骨(詞條“龍骨”由行業(yè)大百科提供)后,內(nèi)、外兩層12mm水泥壓力板+150mm厚巖棉。因屋面網(wǎng)架為空間結(jié)構(gòu),網(wǎng)架連桿不規(guī)律穿過(guò)封修層,且水泥壓力板板材(詞條“板材”由行業(yè)大百科提供)較重,易破損,施工難度較大。后經(jīng)過(guò)方案優(yōu)化,選用成品巖棉復(fù)合板作封修材料(見(jiàn)圖15),網(wǎng)架穿管位置采用鍍鋅鐵皮封堵。巖棉復(fù)合板具有:模塊化、質(zhì)量輕、隔熱效果好,運(yùn)輸、施工效率高、安全等特點(diǎn)。

圖15大板塊幕墻頂部封修示意圖
3 結(jié)語(yǔ)
青島新機(jī)場(chǎng)T1航站樓幕墻的設(shè)計(jì)中,針對(duì)目前機(jī)場(chǎng)幕墻設(shè)計(jì)同質(zhì)化的情況,采用了不同的構(gòu)造方式,預(yù)期能達(dá)到較好的建筑效果。在大板塊幕墻的構(gòu)造設(shè)計(jì)中,明框幕墻和點(diǎn)式幕墻(詞條“點(diǎn)式幕墻”由行業(yè)大百科提供)的結(jié)合考慮,脫離固有的思維,不再按原有的幕墻分類單一使用,而是采用結(jié)合的方式綜合運(yùn)用,取得了較好的效果。