實例分析：航豐園科技大廈設計要點

　　航豐園科技大廈A座工程是由北京航豐園科技有限公司建設的寫字樓，該建筑座落在北京西南四環外豐臺科技園區九號地，建筑面積104300㎡，其中：地上75402㎡、地下部分28898㎡，地下三層、地上二十六層（其中裙樓三層、主樓十三層），建筑檐高99.75m ，絕對標高48.90m，框架剪力墻結構，一類建筑，一級耐火等級，八度抗震設防，建筑耐久年限為100年，合理使用年限50年。

　　航豐園科技大廈A座工程建筑是由具有甲級設計資質的北京新紀元建筑設計有限公司進行的建筑設計，設計理念欲意為一艘正在遠航的航空母艦乘風破浪，勇往直前，更加預示企業在這里騰飛，發展。三層的裙房黑灰色的石材幕墻構成航空母艦巨大的船艙，透明落地玻璃幕墻正是船艙上的點點舷窗，裙房屋面似飛機起飛的甲板，將有一群群的雄鷹在這理起飛，也預示企業在這里騰飛，主樓銀灰色的鋁塑板和隱形帶形窗，配上點窗，構成航空母艦的主樓，挑檐裝飾的鋁板裝飾帶洽似兩側船舷，空中花園明框玻璃幕墻和玻璃欄板裝扮著航空母艦，兩側面的隱框玻璃幕墻構成航空母艦的操縱室，操縱航母乘風破浪前進，也預示企業不斷前進發展，樓頂最高處標高115m的鋼結構裝飾架和134m高的桅桿，構成航空母艦的雷達及天線，在不斷接收各種信息，引導航母正確航行，更預示企業在信息的海洋中不懼險阻永遠前進。

　　航豐園科技大廈A座工程建筑幕墻及外裝飾的深化設計和施工是由具有專業設計甲級資質和施工一級資質的北京嘉寓門窗幕墻股份有限公司進行設計和施工的，該公司建立于1986年，總部位于北京市順義區，公司占地面積11萬平方米，現有精干的員工隊伍850人，其中中高級專業技術人員200多人，總資產4.2億元,年銷售額五億元,旗下擁有6家全資子公司及重慶分公司，主要從事建筑幕墻、門窗的研發、設計、生產、施工，并且在同行業中率先通過了ISO9001質量管理體系、ISO14001環境管理體系、OHSMS18000職業安全健康管理體系的三合一國際認證和國家整合認證，是北京市“重合同守信用單位”和“AAA級信用單位”，并獲得北京市高新技術企業認定證書，公司從德國、意大利等國引進了先進的生產設備建成了幕墻門窗生產線五條、鋼化玻璃、中空玻璃生產線二條，具有單元式幕墻、構件式幕墻、全玻幕墻、點支撐幕墻、鋁合金門窗、PVC塑料窗等生產許可證，并與國際知名的澳洲拓弗、美國巴特勒、德國旭格、諾托等達成了戰略合作伙伴，組織技術人員赴德、意培訓，生產和施工很多工程，深受用戶的好評和贊譽，為社會和企業贏得了效益。

　　航豐園科技大廈A座整個外墻表面全部經過外裝飾，除了樓頂的鋼裝飾架和鋼結構檐桿以外的外裝飾工程全部由北京嘉寓門窗幕墻股份有限公司進行二次深化設計和施工的，裝飾工程面積為34212平方米，工程造價1851萬元，其外裝飾工程的主要內容是：

　　1、主樓空中花園處明框玻璃幕墻和裙樓后入口的明框玻璃幕墻
　　2、主樓兩側面隱框玻璃幕墻
　　3、主樓隱框弧形帶形窗
　　4、主樓鋁合金隱形上懸窗
　　5、裙房花崗巖石材幕墻
　　6、裙樓落地玻璃幕墻
　　7、主樓大面鋁塑板幕墻和鋁單板裝飾帶
　　8、鋼結構玻璃雨棚
　　9、裙樓主入口單索式點式玻璃幕墻
　　10、其它：首層輔助入口門、室內不銹鋼護欄、空中花園不銹鋼玻璃護欄、平開斷熱鋁合金門等。
　　航豐園科技大廈A座外裝飾經過二次深化設計所對原創設計進行了更改，更加充實了原創設計的主題，起到畫龍點晴的作用，在二次深化設計中進行了如下的更改：

　　1、主樓原設計為明框帶形窗和點窗，為了保證與主體鋁塑板幕墻的協調性，將其更改為隱框帶形窗和點窗，從而使主樓顯得更加挺拔高大。

　　2、裙樓主入口原設計為內弧形鋼結構點式玻璃幕墻，為了增加室內使用面積，提高其通透性和協調性，將其更改為單索式點式玻璃幕墻，使主入口顯得通透又具有現代氣息。

　　3、裙樓后入口原設計的明框玻璃幕墻，為了保證與原建筑的統一協調，將原幕墻寬度尺寸從三空縮小為中間一空，另外二空采用轉角落地式玻璃幕墻，層間用石材進行分割，這樣既保證明框玻璃幕墻的整體性和左右建筑的統一協調性。

　　4、裙樓原設計的落地式明框包不銹鋼玻璃幕墻，為了保證其通透性與石材幕墻的協調性，將其改為玻璃肋落地式玻璃幕墻，室外部分不包不銹鋼，直接用石材外包，達到了通透、減少了裝飾的層次和跳躍造成的視覺差異。

　　5、裙樓主入口原設計的鋼結構點式雨蓬，為了保證其裝飾效果，將其改為三個周邊用拉絲不銹鋼板包成弧形，有鋼梁處用鏡面不銹鋼板包成裝飾帶造形，中間網格安裝夾層玻璃，后排水，并將雨蓬由標高5.1米提高到6.6米，加寬到5米，從而達到了美觀通透性，減少了壓抑感，與單索式點式玻璃幕墻達到了統一協調，使主入口顯得寬闊，壯觀。

　　航豐園科技大廈A座外裝飾工程施工的主要技術難點，并采用新技術一是折線鋁塑板和弧形帶形窗組合幕墻；二是單索式點式玻璃幕墻；三是SE小單元式石材干掛幕墻。


　　一、折線鋁塑板和弧形帶形窗組合幕墻
　　主樓為橢圓形建筑，在正面和背面分別有四塊用折線鋁塑板幕墻，弧形帶形隱形窗、平面點窗、弧形鋁板裝飾帶組成的弧形與折線相交的異型組合幕墻。其施工的難點是在弧形帶形隱形窗處鋁塑板做為折線幕墻外表面高出弧形帶形隱形窗，而弧形鋁板裝飾帶又與弧形帶形隱形窗不是一個半徑，與其距離逐漸加大，并要保持膠縫在一個位置；平面點窗與折線鋁塑板幕墻進行平折相交，用鋁塑板窗套進行分割；整個弧形與折線又要保持在統一進出位的半徑上，不能在弧線和折線上出現凸凹不平現象。

　　放線則是折線鋁塑板和弧形帶形窗組合幕墻的關鍵。

　　首先、用模板放線是為了保證弧形玻璃安裝準確，保證其曲率效果而采取的一種精確放線方法，故模板加工的準確是保證該種放線方法準確的前提，模板加工的具體方法是：根據圖紙及工地測量情況確定弧形玻璃或折線玻璃幕墻半徑為R，取大于5mm厚夾板放于一塊平地，沿夾板長邊方向找出夾板中心線并固定好夾板，在中心線上確定圓心，按原定半徑在夾板上畫圓，兩圓所夾圓環為所制作的圓模（必要時按弧加長），用電動曲絞鋸將夾板鋸成100mm寬圓弧形析，將板內邊修飾平滑，將加工成的短料拼接成工地實際需要的長度，拼料的方法是：將所加工成的一塊塊模板按照順次拼接，第1塊與第2塊拼接用第3塊作為控制板以調整圓弧準確性，連接時用一塊弧形襯板，襯住交接處然后將一塊一塊板進行臨時固定，臨時固定時可用自收緊螺栓或鐵線、鐵釘等固定。

　　其次、要初步固定模板檢查準確性：用圓弧法，將模板放在設計半徑畫好的圓上對照檢查其誤差，并用弦長法，通過計算將數個點間的弦計算出來再對實際模板進行調整。

　　再次、分割確定定位軸線：模板加工調整準確完成后，要根據圖紙分割，分割采用弦長法分割，按豎龍骨定位的實際半徑處理然后再計算弦長，根據弦長進行尺寸分割；分割時采用正反雙向分割的方法，對分割出的正反誤差，都要找出原因進行調整，在分割完成后，隨后確定定位軸線在模板上的位置。

　　其四、確定水平面：對照施工工作面，在關鍵層打水平線，同時安裝模板支架。在關鍵層打一水平線，用水準儀抄平，抄平采用固定竿抄平，然后通過固定竿再定水平面，同時安裝一個模板支架，以便安放模板。在四個輔助層，分別進行模板支架的安裝。

　　其五、模板位置及調整：在關鍵層進行模板支架安裝好后，將連接好的模板預置到模板支架，要注意在預置過程中要小心，要多安排幾個人手以防止模板折斷，同時放置時要考慮到柱網的影響，要求從一端將模板推進，然后順圓弧慢慢將模板預置到位。模板預置到位后先進行臨時固定，再進行調整，調整仍采用弦長法調整至誤差最小。將經過調整的模板進行固定，模板固定時要用鉛絲將其與支架緊緊固定在一起，同時要注意，千萬不能移動模板或損壞模板。

　　其六、吊垂線：模板固定后要進行吊垂線，吊線時先吊定位軸線的線，然后再吊各分割點的豎龍骨定位線，
　　最后、復檢準確性：所有線放好后要對所有的工作利用水準儀和經緯儀進行一次復檢。

　　按所放線及施工工藝進行正確的安裝，保證其立面效果。


　　二、單索式點式玻璃幕墻
　　做為一種新技術、新工藝、新材料，將單索式點式玻璃幕墻應用于航豐園科技大廈A座外裝飾工程。

　　單層索結構體系點支式玻璃幕墻是一種全新的幕墻支撐結構體系，它的構造簡單,索的工作效率大大提高，幕墻的體形更加薄、透、輕盈, 大大節省了支撐結構所用的空間，對于玻璃幕墻支撐結構來說，是一種全新的受力體系。

　　單層索網結構的工作原理，在玻璃幕墻平面受外部荷載后通過玻璃的連接機構將外部荷載轉化成節點荷載P，節點荷載P作用在索網結構上，只要在索網中有足夠的預應力N0和撓度F，就可以滿足力學的平衡條件。當P為某一確定值時，撓度F和預應力N0成反比。即預應力N0值越大，撓度F就越小。F=P/N0。因此撓度F和預應力N0是單層平面索網的兩個關鍵參數，必須經過試驗和計算分析后才能確定。

　　本工程的應用原理，利用建筑頂部鋼筋混凝土梁、底部鋼筋混凝土地梁 、兩側面的鋼筋混凝土柱為索網邊緣固定結構，索網結構通過鋼支座用化學螺栓與邊緣主體結構的鋼筋混凝土進行連接，采取對每根水平、豎向高強鋼索施加預應力，按設計受力狀態、形成單層平面預應力索網作為點式幕墻的支承體系。整個結構通過在鋼索中施加預應力使結構體系保持人們可以接受的變形，另一方面以通過允許索網結構在最大理論荷載下產生較大的柔性變形面減少邊緣結構構件尺度，從而達到建筑設計通透，美觀的效果。              

　　索網本身受力必須控制在180KN以內， 主體結構與索網結構的等強連接件滿足索網受力要求（大于索網受力、小于主體受力）， 水平索施加預應力60KN，豎向索施加預應力100KN，水平索與豎向索在交匯處位置應錯開外皮相距30mm以上。

　　單索結構玻璃幕墻的施工：

　　1、支座的安裝依據土建的建筑軸線和幕墻分格尺寸，用經緯儀和水準儀將水平分格線和垂直分格線在梁和立柱上彈出墨線，按圖紙尺寸和支座尺寸劃出支座安裝的十字中心線和化學螺栓安裝的十字線，在支座安裝位置用鋼線和角鋼掛出玻璃安裝的外控制線，按照化學螺栓的十字線將化學螺栓依照說明書的規定將化學螺栓固定在建筑結構上，待化學螺栓完全固定后將鋼支座固定在建筑結構上，將化學螺栓與鋼支座點焊，并涂防腐、防火涂料。                 

　　2、拉索的安裝，索結構玻璃幕墻所使用的鋼索的工作狀態是處于持續永久受力狀態，為保證鋼索穩定工作性能，對每條鋼索在使用前都必須進行預張拉處理，消除索內非彈性變形因素，使其在工作狀態中應力與應變呈線性關系，在彈性變形狀態下工作，預張拉的拉力取用鋼索破斷力的50%，經3次反復張拉歷時1.5h（如圖3），在下料前對鋼索施加一定的軸向拉應力使鋼索拉直后進行切割，同一直徑索在進行拉應力狀態下料時，拉力應保持一致，單層懸索體系的撓度和預應力成正比，為確保幕墻的性能在幕墻受最大荷載時撓度不易大于L/50， 單索結構玻璃幕墻的索內預應力施加方案預應力分三個階段進行施加。

　　在進行索預應力張拉前先將堅向索布設到位，采用專用工裝將索拉直，并使用有拉力傳感器的液壓千斤頂進行第一級張拉（施加預應力（按最終預應力值的20%）。順序是從中部向兩端逐條張拉。當全部豎向索的第一級張拉完成后安裝機橫向索并逐要進行第一級張拉到位，此后對索的分布尺寸進行一次復合測量。

　　經調整達到索內力基本平衡，中部節點空間定位尺寸基本到位后進行第二級張拉（施加到最終預應力值的80%）。順序與第一次張拉一致。張拉全部到位后按各節點總定位尺寸將玻璃連接機構調整到位并進行初期鎖緊和初期固定，待24小時后檢查各邊部節點和中部節點以及邊緣支承結構。

　　當確定各節點和邊部支承結構無異常情況后，進行第三級張拉（拉到最終預應力值）之后進行尺寸精度測量調整（消除橫、豎索的相互干擾）鎖緊各節點的連接機構。待76小時后再進行一次尺寸復合采用高精度的索內力測定儀對索內應力進行檢測，確認內力均衡后方可進行下一道安裝工序。

　　在施加預應力過程中必須注意以下幾個方面：

　　施工時預應力的確定要按施工過程中的氣溫變化調整預應力，確保索內應力在溫度變化過程中的均衡狀態和安全性。

　　在節點定位時應考慮到鋼索的長度是隨著拉應力的增力面伸長，不論是在一端施加預應力還是在兩端同時施加預應力都要按索的彈性模量E和索的金屬有效面積A計算出伸長量來保證節點定位的準確度，減少調整量.

　　張拉設備的拉力傳感器和索內應力測定儀在使用前應進行標定，保證測出應力指標的可靠性。

　　在施加預應力的過程中要同時觀查邊部支承結構的變形情況和穩定性，看是否符合設計要求，發現異常情況要及時處理。

　　3、現場配重檢測與玻璃安裝，配重檢測在預應力施加后，玻璃安裝之前應取一個單元對索網結構進行配重檢測，用配重的方法類似在玻璃安裝后玻璃的自重對索網結構的影響，確保玻璃安裝后節點尺寸和變形在設計允許的范圍內。配重物盡可能的安裝在玻璃重力線上，配重的重量應為玻璃重力荷載的1.2倍。配重應逐級進行，當配重全部施加結束24小時后，對節點位置進行尺寸精度測量，配重的節點位移量不應大于2mm，同時對索內力進行檢測，并詳細記錄各節點的索內應力情況，和邊緣節點的變形量，并在配重物卸載后測量變形復位情況。確保在設計允許范圍內。

　　4、玻璃安裝， 豎向及水平拉索預應力施加完畢后，在十字交匯處安裝壓塊，用螺絲壓緊既可。 用專用吊具和專用布帶捆綁玻璃，下面用二根拉繩保持吊裝的穩定性，將玻璃至下向上安裝到位置，將玻璃外扣件用六角搬手將螺栓固定，玻璃與駁接件之間用彈性墊片隔離開，玻璃與扣件之間用少量硅硐耐候膠進行密封防滲漏，玻璃之間用硅硐膠進行密封，清潔。

　　三、SE小單元式石材干掛幕墻

　　航豐園科技大廈A座外裝飾工程裙樓石材幕墻選用了先進的SE小單元石材干掛幕墻，主次龍骨采用了熱浸鍍鋅槽鋼和角鋼螺栓連接， SE小單元組件和石材構成。

　　SE小單元組件，采用經過擠壓成型的鋁矽鎂合金材料，由一個主件和S型、E型兩個副件組成。主件與副件在滑槽內為滑動配合，槽內設有貼在側壁（一般在主件的右壁）上的橡膠條，以避免主件和副件的硬性接觸。主件的平板上設有安裝孔，與次龍骨上的角鋼用螺栓連接。副件嵌板槽開口向上的為S型副件，嵌板槽開口向下的副件為E型副件。主件的滑槽是一個時，安裝在最上層或最下層。主件的滑槽為兩個時，兩滑槽應上下排列，安裝在中間各層。S型副件與主件位于上面的滑槽配合，E型副件與主件位于下面的滑槽配合。當主件設有一個滑槽時，其平板與右壁的連接部位可以在右壁的中部，或在下部，使其底面同滑槽底面形成一個平面，也可以根據制造和使用上的便利選擇其他任意部位。當主件設有兩個滑槽時，其平板與右壁的連接部位可以在右壁的中部，或與上、下滑槽的底面位于同一平面，或根據制造和使用上的便利選擇其他任意部位。

　　在矩形石材裝飾板的上、下兩邊定位切槽，可保證整個幕墻垂直度的平整。該件為組合式掛件，其強度大，牢固性強，提高了抗震性能。以角鋼作為次龍骨，可增加其承載荷重，同時可滿足板材尺寸加大的要求。此種掛件上、下板與板之間沒有聯系，不會產生相應連接造成的不可確定性應力集中。受力簡潔明確，在正常使用狀態下能充分利用板材抗彎強度，當主體結構產生較大位移或溫差較大時，不會在板材內部有附加應力，因而特別適用于高層建筑和抗震建筑幕墻，是真正意義上可拆裝，可移動的石材幕墻。

　　S型或E型副件的嵌板槽內分別與插入的石材裝飾板，采用石材干掛膠各自粘接成小單元式組件。先將主件分層固定在幕墻次龍骨上，再將小單元式組件S型、E型兩副件的滑槽相配合，就可形成可拆卸的石材幕墻。這種小單元式組件允許采用工業方式生產，簡化了石材幕墻的安裝方式，提高了安裝質量，石材裝飾板與副件采用干掛膠粘接，提高了粘接強度和可靠性，小單元式組件安裝拆卸簡單，方便了幕墻的保養和維修。

　　SE小單元石材干掛幕墻的主要特點：拆裝簡單、可靠，為維修保養提供了便利；可左右移動，為拼裝創造了發展空間，直接區分了石材幕墻與干掛石材長期被混淆的概念；由角鋼作為次龍骨，為增加板材厚度和寬度所造成的荷載加大提供了保障，提高了安全系數；石材裝飾板與板之間沒有聯系，確立了完全的獨立承載，不會產生因相互連接造成不可確定性應力集中和應力積累；生產小單元式組件，成為在工廠中加工程度最高的一種石材幕墻，將石材裝飾板和掛件中的S、E副件在工廠加工好，組裝成小單元式組件，運往工地直接固定在主件上，最終完成整幅幕墻。采用這種小單元式組件安裝石材幕墻最大的特點是工程工期短，同時由于在工廠組裝，可以采用各種結構圖來組合，拼裝成形形色色的單元組件，這就為了建筑師們發揮想象力提供了廣闊的空間；因為SE掛件與石材裝飾板的開槽處，完全可以采用石材干掛膠粘結，其強度高于大力士膠好多倍，同時也符合行業標準《干掛石材幕墻用環氧膠粘劑》（JC887—2001）的規范要求。改變了長期以來在石材幕墻的施工過程中錯誤采用大力士膠替代石材干掛膠的一種做法；采用新型SE石材幕墻掛件克服了現有技術的缺陷。這種干掛件在施工現場中不需要進行石材裝飾板和掛件之間的連接。

　　SE小單元石材干掛幕墻通過使用顯著效果是：簡化了石材幕墻安裝方式，提高了安裝質量和安裝速度；小單元式組件可以在工廠中通過工業方式生產，提高了生產效率；石材裝飾板和副件之間可以使用固化時間較長的石材干掛膠粘接，提高了粘接強度和可靠性；通過主件和副件的滑動配合方式，實現了石材幕墻可移動和可拆卸，方便了幕墻的保養和維修。新型的SE干掛件使石材裝飾板簡便的移動起來，真正展現了其“幕”墻的作用和意義。