一、引言

建筑設計在全球各地掀起創(chuàng)新高潮，建筑外表皮不斷嘗試突破極限，空間異形的建筑外觀越來越普遍、流行。幕墻作為建筑的外維護結(jié)構(gòu)，直接影響到建筑視覺效果的表達。為實現(xiàn)空間異形的建筑外觀，同時滿足幕墻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)安全、各項性能可靠，對幕墻設計提出了越來越高的要求。

單元式幕墻在超高層建筑中應用越來越廣泛，對于造型方正的建筑外觀，幕墻設計很容易實現(xiàn)，對于有規(guī)律變化的曲面造型建筑外觀，幕墻采用以折代曲、異形板塊等處理方式來實現(xiàn)。但是對于空間異形、沒有任何規(guī)律變化的建筑外觀，僅采用以前傳統(tǒng)的設計思路，是難以實現(xiàn)的。

本文通過珠海中心幕墻工程設計案例，對空間扭曲、相鄰樓層無任何規(guī)律的錯層幕墻進行設計探討分析。

二、工程概述

珠海中心項目座落于珠海市香洲區(qū)灣仔十字門中央商務區(qū)，與澳門及珠海橫琴自貿(mào)區(qū)隔海相望，建筑面積146836平方米，幕墻面積5.7萬平方米，地上65層，建筑高度328.8m，主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)，為珠海第一高樓、珠海地標性建筑。首層為入口大堂，2-34層為辦公區(qū)，35-65層酒店客房區(qū)及酒店配套區(qū)，并設有8、16、35、51層四層避難層。

項目幕墻類型有單元式玻璃幕墻系統(tǒng)、拉索單元式幕墻系統(tǒng)、拉索點玻幕墻系統(tǒng)、石材陶土板幕墻系統(tǒng)、雨篷幕墻系統(tǒng)等，其主要系統(tǒng)為單元式玻璃幕墻系統(tǒng)，約占90%的幕墻工程量，也是項目設計的重點與難點。單元式玻璃幕墻系統(tǒng)為橫隱豎明幕墻類型，采用鋁合金立柱和橫梁，玻璃采用8+1.52PVB+8+12A+12mm鋼化中空夾膠Low-E超白玻璃，其他材料均采用綠色環(huán)保材料，整個玻璃幕墻系統(tǒng)滿足國家節(jié)能環(huán)保相關(guān)規(guī)范要求。

三、單元式幕墻設計分析

3.1建筑體態(tài)特征

該建筑外皮由兩個沒有任何規(guī)律的空間弧形體相交而成，A弧線旋轉(zhuǎn)而成A弧體，詳見圖一、圖二，B弧線旋轉(zhuǎn)而成B弧體，詳見圖三、圖四，兩弧體相交，詳見圖五，形成的建筑幕墻外皮，詳見圖六。

該建筑為沒有任何規(guī)律的自由空間扭曲體，每一個標高位置平面的圓心不在同一鉛垂線上且圓半徑都不相同，外形極其復雜，無任何規(guī)律可循。

3.2幕墻外形優(yōu)化分析

對于空間扭曲幕墻設計，首先對建筑外皮進行模型優(yōu)化分析，既能滿足幕墻安裝的可行性，同時盡量接近原建筑外形，進而再對幕墻系統(tǒng)進行設計分析。

對建筑外皮模型進行優(yōu)化分析，先逐層對外皮進行修正分析，從經(jīng)濟適用、加工和安裝的可行性方面考慮，應采用以折代曲的方式處理。由于該立面形成過程中，平面圓心不在同一鉛垂線上，隨著層高的變化，半徑也在變化，因此，幕墻單元板塊(平板)為適應立面造型，會出現(xiàn)四點不共面情況，如圖七所示。

本工程單元板塊總數(shù)量為7658塊，板塊翹曲值從0變化到25mm，且沒有任何規(guī)律地變化，板塊翹曲值分布比例圖詳見圖八。為解決板塊翹曲的問題，既能滿足幕墻安裝的可行性，同時盡量接近原建筑外形，每個樓層優(yōu)化處理為折線形狀，相鄰上下樓層進行錯層分離的方法來處理，詳見圖九。

由于立面造型的特殊性，相鄰樓層是沒有任何規(guī)律的錯層，如圖十所示。

3.3幕墻設計分析

對于相鄰樓層無任何規(guī)律的錯層幕墻設計，我們設計了一種分離式水槽方法，即將單元板塊的頂橫梁拆分為頂橫料和水槽料，通過螺栓連接，頂橫料適應本層幕墻邊線，水槽料適應上層幕墻邊線，頂橫梁和水槽料之間的位置關(guān)系可以不斷的調(diào)整，從而可以解決錯層無規(guī)律的幕墻設計問題，如圖十一。

這種設計方法很好地解決了空間自由扭曲幕墻的問題。

本工程項目典型大樣圖，詳見圖十二。幕墻主要橫向分格約1.6米，層高有4.6米、5.0米，幕墻板塊之間的水平夾角、豎向夾角均為變值，且沒有規(guī)律。

節(jié)點設計詳見圖十三、圖十四，三維示意圖詳見圖十五。

現(xiàn)場施工圖片，如圖十六、十七。

四 、結(jié)束語

建筑外觀的不斷創(chuàng)新，空間異形建筑的流行，對于幕墻設計的挑戰(zhàn)是越來越大。為實現(xiàn)建筑外觀，同時滿足幕墻的各項性能及加工、安裝的要求，是一個需要不斷探討的課題。