對於（yú）一個複雜的、非常規（guī）的幕牆體係，從（cóng）設計階段開始（shǐ）就需要仔（zǎi）細研（yán）究其（qí）建造和使用的的可行（háng）性。上（shàng）海西康（kāng）路189弄，一個極具特色的幕（mù）牆項目。它獨（dú）特的外立麵造型和複雜的幾何變化（huà）需要幕牆的設（shè）計師在傳統的幕牆體係上研發出一套獨特的鋁板幕（mù）牆體係。而在整個的設計過程中，所有的細節的出發點都是建立（lì）在在如（rú）何將外觀、性能和安裝（zhuāng）三者（zhě）有機地結合在（zài）一起。
本文將介紹本項目（mù）的幕牆（qiáng）的設計，展示了構造和設計方麵（miàn）與眾不同的特點，特別是（shì）這個項目中所特有的固定鋁（lǚ）板的方式以及該鋁板後（hòu）側的玻璃幕牆體係。
關鍵詞 :鋁板幕牆，異形幕牆，不鏽鋼，單元式
項目介紹：
由中信資本開發的西（xī）康路189弄項目位於上海普陀區的（de）西康路與長（zhǎng）壽（shòu）路的交匯（huì）口（kǒu）。該項目（mù）主要的業態為商業和辦公，建築麵積為37276平方米。在上（shàng）海眾多的商業項目中，該（gāi）項目雖然體量不算大，但是（shì）卻（què）因為其獨（dú）特的設計和優質的工藝成為市中心的地標（biāo）性建築。本項目的方案（àn）建築師為（wéi）來（lái）自荷蘭的UN Studio，幕牆顧（gù）問是英海特工程谘（zī）詢（北京）有限公司上海分公司。因為其******的設計與施（shī）工，該項目曾（céng）被《AD》雜誌評為世界***美購（gòu）物中心，亦獲評為（wéi）2017年MIPIM Asia Awards***佳零（líng）售項目（mù）金獎。
本項目的幕牆***大的特點是外側由一層到三層漸變的裝（zhuāng）飾鋁板與內側的單元式玻璃（lí）幕牆組成的雙層外牆體係。利用參數化設計的由鋁板構件組成的單元共有9種，設計師通過層數（shù）和大小的變（biàn）化，讓它（tā）們在建築上生動的展示（shì）出一個若隱若現的靈動立麵（miàn）。另外位於大樓兩（liǎng）個轉角位（wèi）置的異形鋁板與玻璃幕牆組成的城市之眼也在設計（jì）和（hé）施工上也是極具難度的。
項（xiàng）目實（shí）景照片
鋁板幕牆實景照片
鋁板幕牆的立麵展開（kāi）圖
建築立麵圖
單層幕牆模塊
雙層（céng）幕牆模塊
三層幕牆模塊
幕牆係統的設（shè）計和施工介紹
特殊鋁板的固定方式
作為本項目***有特色的菱形鋁（lǚ）板係統，在固定、安裝和受力方麵都有許多非常規的做法。首（shǒu）先，在玻璃幕牆外側的（de）鋁板體係由於承受了較大的風（fēng）荷載和自重荷載，在設計時，我們有意地將鋁板體係的龍骨與玻璃幕牆的龍骨脫開，采用T型的（de）鋼立柱與樓板處的混凝土梁固定。這樣玻璃幕牆的龍骨不會因為鋁板所傳遞過來（lái）的風荷載和自重而產生額外的應力和變形，在受力體係上更為簡便也更加可靠。
所有二層至四層鏤空位置的鋁板均采用焊接成型鋁板盒子，這些鋁（lǚ）板盒子有平行於牆麵和垂直於牆麵兩（liǎng）種擺設方式。並且隨著建築立麵的變化，鋁板盒子的層數由一層（céng）逐漸過渡到三層（céng）。建（jiàn）築師希望這些鋁板盒子的固定盡量的小巧與美觀，為了達到建築效果的同時保證結構的安全，我們設計出一（yī）種帶有多個連接角度的不鏽鋼轉接件。該不（bú）鏽鋼轉（zhuǎn）接件通過內螺紋固定在一根不鏽鋼棒上。在需要連接鋁板盒子（zǐ）的位置安裝一係列的可調節角度的套筒（tǒng）。鋁板盒子（zǐ）的角部在加（jiā）工廠內安裝了一有內置的可以轉動的接駁頭，套筒上固定件與鋁板盒子中的內置接駁頭通過（guò）帶有（yǒu）內六角的（de）螺杆緊密的連結。為了保證安裝（zhuāng）的精度，所有的不（bú）鏽鋼連接件均采用（yòng）機加工而不是常規的鑄造件。
公（gōng）司由一群才華橫溢經驗豐富的熟練操作車、銑、磨、電火花、線切割、數控設備操作人員（yuán）和經驗豐富的模具（jù）設（shè）計、裝配高級工程師組成的員工隊伍（wǔ），全麵實（shí）現計算機輔助設計（PRE/UG./SLIDWORK）及計算（suàn）機製造加工係統（CAD/CAE/CAM），運用******的製造工（gōng）藝和完善的（de）質量控製流程，北京（jīng）鋁合金零件加工,北京軍工零件（jiàn）加工產品質量（liàng）嚴格按照ISO9000質量體係標準執行。
典型的帶有三層鋁板盒子的節點圖
支（zhī）撐鋁板盒子的不鏽鋼棒係統
機加工的不鏽鋼棒與套筒
裝（zhuāng）飾鋁板的安裝精度要求非常高，幾乎每一塊裝飾（shì）鋁板都需要安（ān）裝到理論的位置（zhì），整體偏差不應超過2mm，這就對整個係統的安裝精度提出了很高的要求。在施工期間，施工單位首先按照1:1******建模，將T型鋼、不鏽鋼棒（bàng）、裝飾鋁板全部建（jiàn）成三維模型，然後根據三維模型，生成T型鋼的安裝定位圖和不鏽鋼棒（bàng）的安裝定位圖，保證T型鋼和不鏽鋼棒的（de）整（zhěng）體安（ān）裝精度，其中T型鋼的左右偏差和（hé）上下偏差控製在2mm以（yǐ）內，不鏽鋼棒的前（qián）端偏差，上下、左右（yòu）和前後偏差控製在2mm以內，遠高（gāo）於常規鋁板（bǎn）幕牆的5mm偏差要求。這樣就保證了（le）整個項目整體的偏差是可控的。而鋁板盒子的安裝可調節範圍在正負5mm，故T型鋼和不鏽鋼棒的2mm誤差是完全可以（yǐ）消化的。鋁板盒子的安裝（zhuāng）遵循整體布控，局部可調的原則進行。整（zhěng）體布控即按照一定的距離（3個T型鋼間的距離）進行控（kòng）製，保證誤差不累計，所有的誤差在此控製距離內消化；局部可調即在此控（kòng）製距離內主要通過T型（xíng）鋼和不鏽鋼棒的安裝（zhuāng）精（jīng）度來控製裝飾鋁板的安裝精（jīng）度。
典型的帶有三層鋁板盒子的板塊（kuài）大樣圖
為了保證這些漸變和異形的鋁板在安裝過程中能滿足如此高（gāo）的精度，技術手段包括：首先所有的骨（gǔ）架全（quán）部在三維軟件中建模，並根據（jù）龍骨（gǔ）在空（kōng）間（jiān）的位置確定骨架的（de）安裝定位點；其次所有的龍骨都需要生成三維的加工圖，因為每一個（gè）龍骨都是有可能不一樣的，對於曲麵部（bù）分的龍骨每一（yī）根骨架的曲率（lǜ）都不（bú）一樣，單根骨架的曲率也是變化（huà）的（de），所以加工過程中，每一根骨架都1:1放樣加工。在設計階段，確定每一根龍（lóng）骨以及（jí）每一（yī）個連（lián）接節（jiē）點的空間，這樣的做法對施工單位的（de）要（yào）求非常高，但是卻是保證鋁板、玻璃都安裝在理論位置的關鍵。如果給與每一個連（lián）接（jiē）節點過多（duō）的（de）自（zì）由調節，雖然也能完成項目的安裝，但是精度上以及接（jiē）縫的大小可能（néng）會與理論值有（yǒu）較大的差距。
鋁（lǚ）板（bǎn）的結構分析
對於這種特殊的鋁板（bǎn）連接形式，必須經過仔細的結構計算和分析。因為本項目鋁板的變化非常多，我們（men）使用通用有限元計算軟（ruǎn）件Strand7進行對該係統（tǒng）進行模擬，並選取了一個有代表性的區域進（jìn）行有限元的分（fèn）析。在有限（xiàn）元的建模中，我們采用帶有8個節（jiē）點的板殼單元來模擬鋁（lǚ）板盒（hé）子，為了保（bǎo）證建模的******，我們將鋁板盒子的六個麵全部建模。不鏽鋼棒也同樣使（shǐ）用板（bǎn）殼單元（yuán）進行（háng）建（jiàn）模（mó）。不鏽（xiù）鋼棒與鋁板盒子之間的（de）連接采用link單元，用於傳（chuán）遞位移和反力。
鋁板的有限元分析模（mó）型
鋁板的應力分析結果
鋁板的變形分析結果
從結果中可以看出，采用這種（zhǒng）新穎的連接方式的鋁板盒子，在連接點位置的受力（lì）為鉸接形（xíng）式，剪應力和（hé）拉（lā）應力的均在（zài）合理的受力範圍（wéi）內。同時因為鋁板體係中的不鏽鋼棒與橫向和縱向的鋁（lǚ）板盒子（zǐ）形成了一個空間體係，不鏽鋼棒在強度滿（mǎn）足風荷（hé）載和自（zì）重荷載的情況下，其側向的（de）穩定性（xìng）也由於多層鋁板盒子（zǐ）的（de）支撐有了提升。有（yǒu）限元（yuán）的結果分析顯（xiǎn）示鋁板的變形值也在合理的範圍內。通過結構分析（xī），我們對此係統（tǒng）的安全性也（yě）更加了解和有了充分的信心（xīn）。
鋁板後側的玻璃（lí）幕牆的設（shè）計
本（běn）項目二（èr）層以（yǐ）上的玻璃幕牆基本都（dōu）是安裝在裝飾鋁板後的。如何解決玻璃幕牆（qiáng）與鋁板之間（jiān）的構造和受力關係是設計（jì）過（guò）程中需要解決的主要問題。由於鋁板體係的構（gòu）造和受力已經非常複雜，如果將鋁板的連接件和不鏽鋼棒直（zhí）接固定在玻璃幕牆的龍骨上，則在（zài）安裝時需要將連接件提（tí）前固定在玻璃幕牆的龍骨上，則玻璃幕（mù）牆的安裝精度會直接影響到今後鋁板的安裝。如果玻璃幕牆的龍骨同時需（xū）要承受鋁板所傳遞的荷載，則玻璃幕牆的龍骨變形也會對鋁（lǚ）板的變形（xíng）產（chǎn）生影響。所以本（běn）項目采用了鋁板體係與玻璃幕牆體（tǐ）係完（wán）全脫離的做法。所有的鋁板體係的龍骨直接固定在結構梁上，而（ér）玻璃幕牆則采用頂底固定在上下樓板間的單元（yuán）窗形式（shì）。
典型的單元窗頂底連接節點
可以允許單元窗豎向變形的頂部（bù）附框
單元（yuán）窗的豎龍骨采用與單元式幕牆相同的公母立柱，而底橫梁才（cái）用坐地式的（de）對插型材，其中（zhōng）水槽料直接固定在與樓板相連的鋼龍骨（gǔ）上，並通過橫滑料的連接形成一個連續的排水槽（cáo）。頂（dǐng）橫梁與固定（dìng）在吊頂位置的附框插接咬合（hé），該附（fù）框的後側可以（yǐ）通過螺（luó）釘直接拆卸。在（zài）安裝時，所有的層間部分，包括水槽料（liào）、頂部的附框以及層間的保溫和防水構造都（dōu）先於（yú）單元窗之前安裝完畢。單元窗（chuāng）在安裝時可以先把板塊（kuài）傾向一（yī）個角度後將底橫梁（liáng）與水槽料插接，再將單元窗（chuāng）豎直，直到其頂橫梁轉動到（dào）頂部附框位置後把（bǎ）附框後部的卡口型材（cái）用螺絲鎖定（dìng）。
單元窗的拆卸示意圖
固定好的單元（yuán）窗不僅可以適（shì）應建築物（wù）因層間變（biàn）位引起（qǐ）的位移，而且可以做到在不拆除室外鋁板的情況下室內（nèi）更換玻璃。由於公母立柱之間相互插接，在拆卸單（dān）元窗時需要通過夾具讓單元窗的板塊移到一側直（zhí）到公（gōng）母立柱之間搭接的部分完全脫離後即（jí）可鬆開固定頂（dǐng）橫梁的附框（kuàng）卡口，將單（dān）元窗的板塊向內傾斜後（hòu）就能將其完全拆卸。
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編輯（jí）：Alex魏，Archlady，Leo程，leon，雪亮，飯困，十七，jason
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