1.工程概況
福州海峽國際會展中心位于福州市倉山區城門（詞條“門”由行業大百科提供）鎮浦下洲，總用地面積：668949m²，設計用地面積461715m²，建筑面積386,420m²，包括展覽中心(H1、H2)和會議中心(C1)二部分(圖1)。展覽中心結構形式為鋼筋混凝土框架結構及鋼結構（詞條“鋼結構”由行業大百科提供），地上3層，地下1層，建筑高度24m;會議中心結構形式為鋼筋混凝土框架剪力墻結構及鋼結構，地上4層，地下1層，建筑高度38m(圖2)。建成后將舉辦國際大型會議、福建省政治協商會議、福建省人民代表大會、綜合型大型展覽。工程主體主要包括兩個40,000平方米的大展廳，一個2000人會議廳及一個2000人宴會廳以及一定數量的中小型會議室、洽談室，大型公共餐廳等，地下包括大型停車場及大型超市。
圖1福州海峽國際會展中心鳥瞰效果
圖2會議中心立面效果
2.幕墻工程概況
福州海峽國際會展中心幕墻面積約為90000平方米，由于特有的建筑造型，給幕墻的設計、施工提出了新的挑戰。會議中心幕墻形式共分為四個系統：
氟碳噴涂鋁合金隱框框架式玻璃幕墻(W-C1)，位于會議部分的南北外立面大面及東西立面的局部區域，幕墻分格約3000(橫向)×2000(豎向)mm，玻璃采用8+1.52PVB+8+12A+10鋼化夾膠中空LOW-E玻璃，夾膠玻璃位于室外側，low-E膜位于外片玻璃的內表面，加隔熱積水中間膜。幕墻標高（詞條“標高”由行業大百科提供）從0.000m～23.000m;
點式玻璃雨蓬(W-C2)，位于會議部分的南北外立面區域，玻璃分格約3000×2000mm，玻璃采用12+1.52PVB+12鋼化夾膠玻璃，雨蓬標高8.000m;
氟碳噴涂鋁合金隱框框架式玻璃幕墻(W-C3)，位于會議部分的四層立面位置，幕墻分格約3000(橫向)×1000(豎向)mm，玻璃采用6+12A+6鋼化中空LOW-E玻璃，幕墻標高從23.00m～26.50m;
氟碳噴涂鋁合金單層鋁板幕墻（詞條“單層鋁板幕墻”由行業大百科提供）(W-C4)，位于會議部分東、西立面位置(除去南北兩側內部連廊的寬度)，幕墻分格約3000(橫向)×2000(豎向)mm,標高從9.00米～23.00米;
鋁合金隱框玻璃采光頂系統(R-C2)，玻璃分格約2000×1000mm，玻璃采用8+1.52PVB+8+12A+10鋼化夾膠中空LOW-E玻璃位于會議部分穹頂屋面的透明部分。
在會議中心幕墻工程中，由于點式玻璃雨棚(W-C2)、四層立面位置隱框玻璃幕墻(W-C3)和東、西立面位置的鋁板幕墻(W-C4)結構及構造形式在國內相對來說技術較為成熟，本文只對南北外立面隱框玻璃幕墻(W-C1)和采光頂系統(R-C2)做重點闡述。
3.幕墻系統的設計
3.1幕墻設計的基本技術參數
福州地區基本風壓:0.70kN/m2(50年);
抗震設防烈度：7度;
設計基本地震加速度：0.1g;
地面粗糙度類別：A類;
溫差：±80o;
材料的泊松比：玻璃ν=0.2，鋁合金=0.33,鋼及不銹鋼=0.3;
材料的線膨脹系數值：玻璃α=0.80×10-5～1.00×10-5，鋁合金α=2.35×10-5，鋼材α=1.5×10-5。
3.2南北外立面隱框玻璃幕墻(W-C1)
3.2.1幕墻結構體系設計
會議中心南北立面隱框玻璃幕墻為大跨度玻璃幕墻系統，幕墻結構支撐體系利用主體建筑沿軸線每9米的鋼管混凝土柱作為主要支撐結構，在玻璃幕墻水平分格縫后設置鋁包鋼的橫梁，作為幕墻水平荷載（詞條“水平荷載”由行業大百科提供）的支撐體系，將水平荷載傳遞給鋼管混凝土柱。鋼管混凝土柱9米間在豎向玻璃分格縫后設置Ø14鋼索，來承受幕墻的自重，豎向Ø14鋼索上部與混凝土梁連接，下部與近地面鋼橫梁連接，與地面斷開，避免鋼索在水平荷載作用下產生拉力，對主體結構產生不利影響(圖3)。
圖3 W-C1幕墻系統結構體系局部示意
3.2.2幕墻結構體系荷載的傳遞
鋼管混凝土柱位置處幕墻系統左右二分之一水平玻璃及鋼、鋁構件的自重等豎向荷載由鋼橫梁通過轉接件傳遞給主體結構;豎向鋼索位置處幕墻系統左右二分之一水平玻璃及鋼、鋁構件的自重等豎向荷載通過20mm厚鋼托板由鋼索緊固件傳遞給豎向鋼索，最終傳遞給主體結構頂部混凝土梁;幕墻水平荷載通過面板（詞條“面板”由行業大百科提供）玻璃由鋼橫梁傳遞給主體結構。
3.2.3柱間節點構造設計
9米鋼管混凝土柱間幕墻標準節點及拆分構造如圖4，為豎隱橫明幕墻形式。
為保證幕墻結構的安全性，9米橫梁采用分段拼焊的鋼通是穩妥的選擇，同時由于建筑內視效果的需要，用于承擔幕墻自重的Ø14鋼索隱于玻璃豎向分格縫間，外扣膠條，膠條的變形要能夠適應面板玻璃短邊變形要求。鋼通橫梁外扣鋁合金裝飾蓋板，由于鋼通截面較大，裝飾蓋板采用了分段微縫拼接的方法。鋼通橫梁外焊接20mm厚鋼托板，鋼托板下采用鋼索緊固件夾緊鋼索，依據二者間的摩擦力來承擔上片幕墻玻璃及橫梁自重。鋼橫梁外側通長鋁合金型材，玻璃座落其上，外口鋁合金型材裝飾扣板，受力模型為兩邊簡支受力。
圖4柱間幕墻標準節點示意圖
在施工中，設計要求鋼索不需要施加預應力，只施加200～500kg拉直即可。施工中要采用內六角扭矩扳手將4根不銹鋼螺栓擰緊，扭矩扳手的扭矩值的設定按下式進行計算：
M=k×d×p
式中：
d---高強螺栓公稱直徑;對于拉桿，D是拉桿端部螺紋公稱直徑;
p---螺栓軸力，p=G/u;
M---施加在高強螺母上的扭矩;對于拉桿，M是施加在扭力扳手上的扭矩。
3.2.4柱上節點構造設計
9米鋼管混凝土柱上幕墻標準節點及拆分構造如圖5，同樣為豎隱橫明幕墻形式。
鋼管混凝土柱外側取消了Ø14鋼索，采用鋼轉接件直接將鋼橫梁與鋼管混凝土柱連接，用鋼連接件將幕墻及結構自重和水平荷載傳遞給主體結構。鋼橫梁與鋼管混凝土柱的連接設計采用了一端焊接，一端鋼插芯的構造措施，來適應溫度及主體結構變形對幕墻結構的影響。
圖5柱上幕墻標準節點示意圖
3.3采光頂系統(R-C2)
會議中心采光頂系統(R-C2)位于會議中心屋面鋼結構上(圖6)，依托于主體屋面鋼結構上，為四邊簡支受力模型，室內側設置電動遮陽卷簾。在確保采光頂幕墻系統結構總體安全的前提下，重點考慮的是防水（詞條“防水”由行業大百科提供）構造的設計。依據現行國家及行業標準，采光頂幕墻系統玻璃面板強度取值為42N/mm2，為幕墻立面面板強度的二分之一。
圖6采光頂系統內視效果示意
7會議中心的屋面玻璃采光頂系統防水設計遵循“疏、堵、排”三者相結合的處理原則。疏，即利用現有建筑造型，將玻璃采光頂范圍內的雨水疏導入周邊主體屋面排水槽內;堵，即采用打膠（詞條“打膠”由行業大百科提供）密封的構造，將防水處理做實;排，如果萬一打膠密封個別局部地方出現雨水滲漏，利用室內導流水槽將雨水有組織排出。考慮到福州為暴雨及臺風多發地區，在設計時增大了導流水槽的尺寸，加大排水總的流量，做到二次防水的導水槽在平面上順暢貫通，排泄積水，排水槽的做法和平面圖上排水槽的排水流向明確，使之連接貫通，排水可靠;同時有足夠的調節量，現場施工方便快捷。
圖7采光頂系統節點效果示意
4.幕墻結構靜力計算分析
4.1幕墻結構的強度與變形
依據國家及行業標準和風洞實驗報告的數據，經采用ANSYS計算軟件對幕墻玻璃及結構體系進行空間有限元分析，南北立面幕墻及采光頂玻璃及桿件的強度與變形見下表。
4.2溫度變化對幕墻結構的影響
會議中心南北立面幕墻雖然采用了鋼橫梁+鋼索作為幕墻支撐結構，但由于鋼橫梁與主體鋼結構連接及鋼索與鋼橫梁連接均采用了腰形長孔或插芯的構造措施，使幕墻鋼結構在溫差作用下可自由變形，溫差作用對本結構形式影響不明顯。經計算溫差對本結構的桿件應力影響及其微弱，可忽略不計。
5.幕墻性能設計
5.1幕墻風壓變形性能：系指建筑幕墻在與其相垂直的風壓作用下，保持正常性能不發生任何損壞的能力，具體為保證幕墻的強度與剛度。其衡量指標為風荷載標準值。會議中心風荷載標準值WO在3.0KN/m2和3.5KN/m2之間，風壓變形性能5級;
5.2幕墻空氣滲透性能：系指在風壓作用下，其開啟部分為關閉狀況的幕墻透過空氣的性能。福州屬于夏熱冬暖地區，設計要求本幕墻工程的空氣滲透性能在10Pa的內外壓力差下，固定部分空氣滲透性能4級，幕墻開啟部分氣密性能分級為4級;
5.3幕墻雨水滲漏性能：系指在風雨同時作用下，幕墻防止雨水滲漏的能力。P=1.56Kpa，依據雨水滲漏性能4級;
5.4幕墻平面內變形性能：系指表征幕墻全部構造在建筑物層間變位強制幕墻變形后應予以保持的性能。本工程主體結構為鋼結構，幕墻的平面能變形性能按結構彈性層間位移角限值的三倍取值，故幕墻體系的平面內變形性能為5級;
5.5幕墻保溫性能：系指在幕墻兩側存在空氣溫度差條件下，幕墻阻抗從高溫一側向低溫一側傳熱的能力。根據針對本工程的熱工（詞條“熱工”由行業大百科提供）計算，非透明幕墻保溫性能為8級，透明幕墻保溫性能為5級;
5.6幕墻隔聲性能：本幕墻工程玻璃幕墻選用玻璃Rw≤30dB，鋁合金型材搭接（詞條“搭接”由行業大百科提供）及拼裝處，鋼轉接件與鋁合金構件連接處均設置釋放約束空間，避免了因溫度變化引起的構件熱脹冷縮帶來的噪音，本工程隔聲性能分別為3級，
6.結論
根據設計及理論計算分析，福州海峽國際會展中心會議中心采用的玻璃幕墻，在結構上是安全，其幕墻各項性能指標滿足幕墻使用及功能要求。
