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摘要:回顧過往工程“北京天橋藝術(shù)中心”的開放式石材幕墻,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)中心立面開放式石材幕墻方案進(jìn)行回顧，對(duì)比國外工程案例.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)中心外立面開放式石材幕墻，包含內(nèi)、外兩層結(jié)構(gòu)。外側(cè)由600mm(長)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)幕墻間無任何遮礙物的視覺感受,采用了如下施工方案:

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，并開半圓槽口;

3)石材重量通過連接件傳遞給豎向龍骨,豎向龍骨通過頂部、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,開半圓形槽口。

每個(gè)石塊通過底部兩側(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。

外側(cè)開放式石材墻高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,通過拉伸鋼桿來減少石塊間的松動(dòng)現(xiàn)象,從而使石塊墻整體得到控制。

3方案對(duì)比

通過方案對(duì)比，路易.威登高知店開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

本文對(duì)開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。

作者：朱亮