上海恒基幕墙设计要点分析

上海恒基幕墙设计要点分析

吴道仁

中建幕墙有限公司201800

内容摘要：随着幕墙的不断发展，越来越多的建筑都使用了幕墙。而一个工程幕墙的灵魂和精髓应该是幕墙设计。幕墙设计在整个幕墙承包范围内起着至关重要的作用，关系到后期的采购、加工、运输、实施及维修更换等。本文主要结合上海恒基幕墙设计过程中的要点做了简单的分析

关键词：单元式幕墙；全玻式幕墙；埋件纠偏；设计优化

引言

上海恒基（上海市徐汇区黄浦江南延伸段WS5单元188S-H-2地块发展项目）项目位于上海市徐汇区，是超高层的国际化超甲级写字楼，设计上具有国际水平，同时提供更高质量配置。建筑高度285.1米。幕墙面积：共约7.0万平方米。本工程塔楼有5个幕墙系统，主要以单元系统为主，裙楼有7个幕墙系统，以框架系统为主。

整体效果图转角铝板单元幕墙全玻式幕墙

1、幕墙系统要点介绍

本工程幕墙在设计过程中需要注意的要点有以下几处：

1.1单元幕墙的防水设计。

1.2单元板块的限位设计

1.3转角铝板单元的构造设计。

1.4全玻幕墙的设计要点。

1.5埋件纠偏设计。

1.6单元板块的安装顺序设计。

1.7设计优化。

2、设计要点分析及实施

2.1单元幕墙的防水设计，本项目单元系统为内排水系统,我司设计采用多道胶条密封，根据等压及雨幕原理，采用导排结合设计理念，使单元板块逐层排水，避免幕墙单元系统底部大量积水，有效防止雨水渗漏.

实际工程安装后的排水路线

设计要点有：使用了4道胶条密封防水；上下横框之间增加了通长的密气海绵，减少了横框返水的可能性；逐层排水，使流水顺畅不积水；内排水做法，大大降低了横框前腔体的进水量。

2.2,单元板块的限位设计，本工程竖向装饰条种类众多，主要为a饰条出玻璃面75mm，b饰条出玻璃面300mm交替布置。

为了保证装饰条竖向垂直度，在b饰条板块上横框端部均设计了与横框固定连接的限位块。a饰条为可伸缩一端均无此限位块。此限位块与上一层单元竖框型材腔体对应，起到水平左右限位作用。保证了单元板块和装饰条上下层对齐。

2.3转角铝板单元的构造设计是整个楼设计的亮点，也是难点。

复杂性：铝板单元四立面正面悬挑500mm，侧面悬挑400，组成一个上底550，下底750，高1500的类似梯形截面。由于塔楼四面幕墙整体是上下小，中间大的折线造型，大面幕墙倾斜角度从92-90-88度渐变；转角是上下大，中间小的喇叭口，转角幕墙倾斜角度从94-92-90-88-86度渐变。导致转角铝板单元从单元大面看，均为平行四边形，每层单元板块尺寸和数据均不同。

2.3.1受力设计要点主要从以下几个方面考虑：要点1，此整体单元受力为悬挑结构，大面处悬挑720mm。为了满足结构受力要求，此处做了一个175X250超大截面单元母框；要点2，为了满足挂件受力要求，此处用了12厚钢板组合转接件，配6-M16不锈钢螺栓组；要点3，横梁作为铝板的主受力支撑并按@1300mm间距布置，再由此悬挑龙骨将铝板荷载传递

到大竖框和小公框上；要点4，在满足受力安全的前提下，此处采用200长转接件分段@1300mm间距布置；要点5，综合防水，方便安装等情况采用型材上带螺栓槽口设计，并在槽口中配套增加受力接触面的铝垫片加强设计；要点6，为了方便组装同时考虑受力要求，此处采用工厂打结构胶以达到满足整体受力要求。

2.3.2车间组装顺序：在保证外观、受力安全、方便组装等情况，经反复优化设计出了铝板组装步骤，如上图所示，并提前对加工厂进行技术交底，如果不按照此步骤进行将无法顺利组装到位。

2.4裙楼入口大玻璃肋全玻式幕墙系统（即全由玻璃构成的结构，主要由玻璃肋和玻璃板构成），此系统正面为上宽8.5米，下宽10.3米，高12.5米向外倾斜3.7度，两侧面为上宽2.5米，下宽1.5米，高12.5米向内倾斜1.4度的全玻璃三面盒子，玻璃后面均做了穿孔铝板背景墙，安装了灯光效果，后期主要用于商业广告。本系统是裙楼的东南和东北角主要出入口，人流量大。是裙楼的主要亮点，也是幕墙设计中的重点和难点。

2.4.1通透可视性：采用玻璃肋作为竖向受力结构，面板玻璃通过不锈钢夹具固定在玻璃肋上。玻璃为通透可视材料，外面可以看清玻璃盒子内部情况，使得内部灯光广告效果毫无遮挡，更加明显。

2.4.2安全性：为了满足受力要求，将大面全玻幕墙局部效果图和转角玻璃、玻璃肋进行了区别设计，面材夹层胶片区别：大面玻璃采用10mm+1.52PVB+10mm超白钢化夹层玻璃，转角两侧玻璃采用10mm+1.52SGP+10mm超白钢化夹层玻璃。玻璃肋玻璃片数区别：大面玻璃肋采用15mm+1.78SGR+15mm+1.78SGR+15mm超白钢化三片夹层玻璃，转角处玻璃肋采用15mm超白钢化+1.78SGR+15mm+1.78SGR+15mm+1.78SGR+15mm超白钢化四片夹层玻璃。

2.4.3玻璃肋要求：玻璃肋宽750mm，长12935mm。采用吊挂式受力，玻璃肋下端可伸缩，即玻璃肋、面材的全部重量通过玻璃肋的上端传递到主体结构上，玻璃肋的上下端均安装不锈钢夹具。为了提高玻璃肋的受力均匀在加工过程中要求玻璃肋玻璃周边、孔周边均要做成边部1mmx45°倒角机械精磨+抛光，孔内要求机械精磨+抛光。不锈钢夹具与玻璃肋安装要求使用不锈钢专业注胶螺栓，这样确保螺栓与玻璃肋孔之间受力均匀。

2.5埋件纠偏设计：根据规范预埋件的位置偏差应满足设计要求。设计无要求时,预埋件的标高偏差应不大于±10mm,水平偏差应不大于±10mm,表面进出偏差应不大于±10mm,但是实际安装过程中受现场的条件制约、主体结构的偏差、人工操作的施工误差等因素，安装后的埋件实际有很多偏差情况存在，本工程单元埋件设计的正常调整范围为高低、水平、进出误差在-25mm~+25mm之间。当埋件偏差超出这一范围内按如下纠偏处理：

2.5.1当埋件高低误差为小于-25,+25~+50mm之间时（根据实际测量情况，本工程结构高度误差均小于+50mm）,通过调整单元上的挂件高低、位置进行调整。对应此项工作的调整由设计根据现场埋件测量数据直接调整加工图。

2.5.2当埋件水平左右误差为-75~-25,+25~+75mm之间时,按铝合金托架加长50施工。超出此范围时，则按增加M12x125机械扩底锚栓固定处理。

2.5.3当埋件进出误差大于+25时，需要对局部结构进行凿除处理,进出误差小于-25时,按截面加长的铝合金托架施工，此工作由设计跟测量数据进行加长的铝合金托架下料。

2.5.4当埋件漏埋时，用截面加长的铝合金托架配合2-M16X220镀锌碳钢8.8级螺栓组进行后补处理。

2.6单元板块安装顺序：单元式幕墙须按设定顺序安装。结合本工程实际情况，设计需要考虑到大面及转角不同情况制定出安装顺序，同时要对电梯口、施工口等双母单元板块的特殊设计,本工程单元板块从室外看标准板块为左母竖框右公竖框，正常的施工顺序为室外看从左向右顺序安装。以下几种情况需要特殊考虑：

2.6.1转角铝板单元板块90度转角处主受力框为母型材，此板块需要等大面临近的单元板块安装好后再安装。因此板块体积大，又是处于转角交接位置，必须先安装此板块后再安装转角中间板块。

2.6.2正常第三步安装侧面平行四边形单元板块。收口单元留在转角中间的1800分格隐框单元。遇到以下两种情况特殊对待：15-23层中间为上小下大板块，单元无法从上向下插入，转角收口单元需要留在转角侧面，24-34层中间为上大下小板块，最后一个单元安装留在中间的转角双母单元。

2.6.3以上都是理论安装顺序，由于实际情况复杂，可能有特殊位置不能留双母竖框收口单元时，设计会在前一个单元母框顶部上横框处开两个公竖框插接避位缺口，待单元板块安装到位后，此缺口处垫双面贴后再打胶与横框原有型材齐平。等胶养护好后再移动水槽料。后续进行单元之间处打胶密封工作。

2.7设计优化：在保证安全、满足外观、使用功能不变的情况呀，设计的优化对整个项目的实施和利润至关重要。

本工程总高285.1米，结构计算属于C类，结合国标及风洞试验报告本工程风压值最大为3.3kN/㎡，标准层高为4.4米，最大层高在37层为6.0米。风压按分区设计，分为两个风压区，A区，风压值：3.0＜W≤3.3，B区，风压值：0＜W≤3.0。47层以上风压均为A区，47层以下结合层高及转角位置部分风压为A区，如37层，38层为A区，其他均为B区。

2.7.1在型材方面：按风压分区不同进行不同壁厚的设计，B区型材主受力材料根据计算且≥3.0壁厚设计，A区型材根据计算在B区型材基础上增加壁厚设计；在满足受力前提下，原招标图中的连接构件通长设计优化为分段设计；原横向装饰条通长带钉线孔优化为取消钉线孔增加两端插芯的连接做法。

2.7.2玻璃的合片胶宽和粘框胶框也是根据风压不同、分格宽不同进行区别设计，具体如下：

其他的设计均要按照满足国家规范和上海地方规范进行深化设计。如本工程幕墙按二类防雷等级设计，需要满足建筑物防雷设计规范(GB50057-2010)、民用建筑电气设计规范(JGJ16-2008)、《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102－2003和上海地方当局的要求；本工程按一类防火等级设计，需符合国家规范JGJ-102、GB50016、GB50045及GB23864及当地政府机关对防火性能的要求等有关规定；

总之，以上是针对本工程幕墙在设计时需要注意的要点进行了逐一分析，是本工程设计的关键所在，也只是本人的一点浅识，有不当之处请批评指正。

参考文献：

[1]JGJ102-2003玻璃幕墙工程技术规范

[2]DGJ08-56-2012建筑幕墙工程技术规范