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淺析石塊壘砌的開(kāi)放式石材幕墻結(jié)構(gòu)方案

中國(guó)石材網(wǎng) http://www.all-sofa.com 日期:2023/5/20 9:06:52

摘要:回顧過(guò)往工程“北京天橋藝術(shù)中心”的開(kāi)放式石材幕墻,對(duì)其結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行分析,探索尋求更合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),為將來(lái)同類幕墻構(gòu)造設(shè)計(jì)提供可參考的設(shè)計(jì)思路和施工案例。


關(guān)鍵詞:石材幕墻;石塊壘砌;結(jié)構(gòu)方案


1、引言


竣工于2015年的北京天橋藝術(shù)中心,秉承“琉光戲影、百年瞬間”的建筑設(shè)計(jì)理念,立面米黃色石材仿照傳統(tǒng)民居以“磚墻”的建筑形式通透壘砌,富有節(jié)奏感、漸變靈動(dòng)的砌筑方式與厚重的材質(zhì)進(jìn)行對(duì)比,捕捉了靈動(dòng)的光影瞬間。


本文針對(duì)北京天橋藝術(shù)中心立面開(kāi)放式石材幕墻方案進(jìn)行回顧,對(duì)比國(guó)外工程案例.探索尋求更合理的幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。


2、方案概述


2.1施工方案


北京天橋藝術(shù)中心外立面開(kāi)放式石材幕墻,包含內(nèi)、外兩層結(jié)構(gòu)。外側(cè)由600mm(長(zhǎng))x 150mm(高)石塊壘砌而成,石塊沿水平方向間留有漸變空隙,墻厚200mm,墻高最大達(dá)到10m。


內(nèi)側(cè)為隱框玻璃幕墻,內(nèi)、外側(cè)幕墻之間間距1m。為了實(shí)現(xiàn)開(kāi)放式石材墻面漸變靈動(dòng)的建筑形式,以及內(nèi)、外側(cè)幕墻間無(wú)任何遮礙物的視覺(jué)感受,采用了如下施工方案:


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微信圖片_20230520090157.jpg


1)采用108mm(直徑)x5mm(壁厚)的圓鋼管作為豎向龍骨;


2)按照墻厚200mm,一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)位置由前、后100mm厚兩塊石塊組成,并開(kāi)半圓槽口;


3)石材重量通過(guò)連接件傳遞給豎向龍骨,豎向龍骨通過(guò)頂部、跨中、底部三點(diǎn)與土建主體結(jié)構(gòu)連接;


4)水平方向,石塊間按規(guī)律留有漸變的空隙;豎直高度方向,每個(gè)石塊兩端重合處都有足夠?qū)挾热ミB接于豎向龍骨。


2.2控制要點(diǎn)


1)墻體安全性和美觀性。


為實(shí)現(xiàn)建筑效果,石塊通透壘砌成獨(dú)立的墻體,其墻后不宜加支撐,那么通過(guò)內(nèi)在設(shè)置豎向龍骨能夠提供給石塊墻強(qiáng)度和剛度。


豎向龍骨可以為單索或者是鋼型材,如為單索,結(jié)構(gòu)模型預(yù)應(yīng)力體系,首先是頂、底兩端支反力較大,現(xiàn)已施工完成主體結(jié)構(gòu)難以承受。


其次索結(jié)構(gòu)變形大,按照國(guó)標(biāo)規(guī)范,10m跨度最大允許撓度變形10x10/45=222mm;


如為鋼型材,結(jié)構(gòu)模型壓桿或拉桿體系。考慮主體結(jié)構(gòu)條件,選擇壓桿體系的鋼.型材為豎向龍骨,為增加安全度在跨中層間位置加設(shè)--單向約束鉸接點(diǎn)。


2)石塊加工和定位。


考慮石塊易于安裝和加工,采用圓形鋼管作為豎向龍骨,將200mm墻厚石塊分成前、后兩塊,開(kāi)半圓形槽口。


每個(gè)石塊通過(guò)底部?jī)蓚?cè)轉(zhuǎn)接件將重量傳遞給豎向鋼龍骨,并在轉(zhuǎn)接件上設(shè)置孔洞插人鋼銷(xiāo)定位。


3)安裝順序。


定位安裝豎向鋼龍骨→焊接轉(zhuǎn)接件→由下到上壘砌石塊。


2.3國(guó)外案例


路易.威登高知店(位于日本高知市,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師岡村仁先生)同樣為雙層外墻結(jié)構(gòu),內(nèi)側(cè)采用的是擠壓成型的水泥板墻,中間留有一定間隔,外側(cè)則是石塊通透壘砌的方式將整個(gè)建筑包在其中。


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外側(cè)開(kāi)放式石材墻高11.5m,采用80mm厚石塊。如此薄.而高的壘砌石塊外墻在不加支撐的情況下,采用如下做法實(shí)現(xiàn):


在石塊墻內(nèi)沿高度方向設(shè)置拉伸鋼桿,對(duì)離散的石塊施壓,通過(guò)拉伸鋼桿來(lái)減少石塊間的松動(dòng)現(xiàn)象,從而使石塊墻整體得到控制。


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3、方案對(duì)比


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通過(guò)方案對(duì)比,路易.威登高知店開(kāi)放式石塊壘砌墻的施工方案更加巧妙,充分利用離散的構(gòu)件材料性能,將石塊與拉伸鋼桿聚合形成整體的預(yù)應(yīng)力墻,不僅實(shí)現(xiàn)了讓人驚嘆的建筑效果,而且該幕墻結(jié)構(gòu)方案對(duì)土建主體結(jié)構(gòu)的支座反力也在合理承受范圍內(nèi)。


4、結(jié)束語(yǔ)


本文對(duì)開(kāi)放式石塊壘砌墻的幕墻結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行了分析探討,為將來(lái)相似幕墻結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)提供一種思路。


做幕墻結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì):不僅要?jiǎng)冸x主次矛盾,從單一主受力構(gòu)件來(lái)考慮結(jié)構(gòu)方案;


還應(yīng)關(guān)注聚合的方法,把離散的構(gòu)件組合成整體來(lái)考慮結(jié)構(gòu)方案。在工程設(shè)計(jì)中,應(yīng)勤于思考,尋求最合理的、可行的幕墻結(jié)構(gòu)方案。

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