一、 工程概况

         深圳湾科技生态园幕墙工程位于深圳市南山区高新技术产业园区南区T205-0030地块，项目东临本项目二区、西至科技南路、南临高新南九道、北临本项目四区。本项目为生态园三区，由10、11栋组成，包含裙房和酒店（11B），以及3栋超高层塔楼(10A、10B1、1A)。本工程建筑总高度187.5m，地上最高43层地下3层。

         裙房和酒店（11B栋）主要采用构件式明框玻璃幕墙、铝板幕墙、玻璃栏杆。三栋超高层塔楼（10A、10B、11A）采用单元式明框玻璃幕墙（局部位置配有玻璃遮阳百叶及铝合金格栅），其中还包含雨蓬，采光顶、部分轻型钢结构、擦窗机位置的防风销、电动开启窗等。由于本工程主要的视觉效果集中在单元式明框幕墙外部的大型竖向玻璃肋装饰条上，为实现建筑物效果和保证其玻璃线条的美感，从开始的幕墙设计到后来的加工、施工方面上都需要非常全面考虑周全，可以说是一个非常大的挑战。

         二、 幕墙系统设计

         本工程属于高层建筑且幕墙的分格具有一定的规律性，高层建筑意味着要承受更大的风荷载、地震的作用力和温度变化的影响，在风荷载的作用下，主体结构会产生更大的竖向变形，幕墙在设计时必须考虑如何更能承受更大的内力和位移，另外为了运输方便、加工精度的控制，应该尽量减少现场的安装工作量，保证工程在规定的工期能及时完成，所以此项目在做方案的阶段确定设计成单元式幕墙，符合以上种种的条件。

         本工程单元幕墙系统特点：

         1.工地工期短，大部分工作量在工厂完成，工地仅为工作量较小的吊装就位和固定的工作。并且吊装可与土建同步进行，可使建筑物总工期大大缩短，特别是超高层建筑，可以交叉作业，提高施工安装效率；

         2.由于单元组件的接缝是通过对插形成的，因此对各类材料变形的适应能力特别好，且位移时噪音小；

         3.单元组件的制作和组装都在工厂内完成，因此质量控制条件明显优于工地。

         单元幕墙为明框幕墙，在分格缝的中央外挑玻璃外装饰条，凸出幕墙完成面有0.5m，竖向跨度4.2m，玻璃为12+1.52SGP+12mm钢化夹胶玻璃，采用夹胶玻璃的原因是为了防止钢化玻璃自爆好，玻璃还能保持形态维持一短时间，让抢修能及时更换，更加为了减少玻璃坠落伤人的事故。见下图-1

         在风荷载作用下，会产生侧向变形，因此单元幕墙内腔留缝处为25mm，以便有足够的空间适应其挠度变形。幕墙横梁处的螺钉除了承受剪力还要承受侧向的拉力，因此立柱与横梁的连接螺钉设计成6个，螺钉与型材的咬合连接螺纹长度大于40mm保证受力。并且单元板块底部设有限位装置，防止侧向风荷载作用下所产生的滑动，考虑到现场土建的误差、人为的施工误差、加工误差，单元板块与主体结构锚固连接的组件设计成三维调节,方便现场施工。

         由上图可见单元式幕墙的防水原理:将幕墙的内腔分成两个等压腔，把水密线和气密线分离式处理，通过单元的插接构造、披水胶条、挡水胶条、海棉的设置使单元板块形成多个相连的等压腔，从而使少量进入内腔的雨水可以有组积地排出室外，保证幕墙靠近室内的内腔防水性能。设计过程中需保证挡水胶条的阻挡作用、胶条密封的可靠性和排水通道的畅通性。

         板块与板块之间相连接处的十字位设计是重点，一般情况下是通过单元水槽料进行连接并打密封胶密封。水槽料可以起到加强立柱局部受力并起到桥接两个板块的作用，见下图，Cb和Cb’须留有足够的空间打胶才会使单元板块在主体结构产生位移和温度变形时不至于将胶缝撕裂，虽然国家规范没有明确此处的取值，但部分地区，如上海地标规定了不能小于3~5mm，所以此处设计时取了5mm空间，有效保证防水密封性能。

         4．玻璃肋的受力分析(有限元建模)：

         玻璃装饰条可视为简支梁受力模型，从立柱缝伸出铝合金连接件固定璃璃肋，板块顶部和底部各布置一处，玻璃竖向装饰条通过铝合连接件用螺栓、环氧树脂胶夹紧固定，建筑外观上部分肋在立面上布置为错开交叉但并不影响其固定的方式，所有的固定方式都是一致的。有限元建模见下图，此处主要考虑玻璃装饰条的自重和侧向风荷载、地震的组合作用：1.2G+1.4W+0.5*1.3qek：需注意的地方是玻璃肋属于边棱处装饰条，按照GB50009-2012，局部体型系数应该取-2.0。

         经过软件分析，夹胶玻璃在荷载组合作用下的最大应力为54.2Mpa，从云图可以看玻璃的边缘处也含在里面，因此此处玻璃强度的限值应取67Mpa，54.2Mpa<67Mpa夹胶璃强度满足设计要求。

         由上图可知，玻璃面板在风荷载标准值作用下，其最大挠度为18.1mm，允许挠度为L/60=（4400-800/60=60mm>18.1mm，满足受力要求。

         三、 单元幕墙施工流程及控制

         考虑运输成本与施工安装方便，把玻璃装饰线条设计成与单元同步，每层为一个单位，成为一个独立的个体，单元板块运到现场后再与玻璃装饰线条组装成一个整体吊装。由于本工程的美感主要集中在单元板块的玻璃肋上，所以其垂直度，板块拼缝精度要求特别高，除了对工厂加工高要求之外，对现场安装要求则是重中之重。

         单元式幕墙的施工工艺及控制措施：

         1、测量放线找准挂座固定位置→L型挂座就位→螺栓临时固定→三维方向调整误差→最终拧紧螺栓固定→检查验收进入下道工序。

         2、利用转运架将幕墙板块从板块存放架转运到起抛器上（转运时注意板块方向要正确，板块尾部朝楼层外)。

         3、将起抛器推到楼层边沿，并将单轨吊机吊钩与板块固定。

         4、利用单轨吊机吊钩与板块固定→利用起抛器将板块缓慢移出楼面呈垂直状态（起抛器设安全拉绳，安全拉绳一端系在起抛器上，另一端固定在主体建筑结构柱上），结构柱上的固定点需事先设置好。

         5、操作单轨吊机将板块运送至安装位置（吊运过程中板块下部设置安全绳，作为板块在下吊运输过程中防止板块晃动的保险绳索用）过程当中必须严格控制单元板块的左右晃动，不能吊装过急，避免晃动引起构的变形，导致上下插入板块安装困难。

         6、板块就位至距离挂座位置300mm左右进行左右方向的插接→左右位置插接到位后进行上下板块之间的插接→进行三维方向的误差调整→最终固定。

         7、最后收口板块位置采用双母料插接方式。

         采用“二加一”方式施工，将采用移动式单元小吊车进行安装，预留3个单元板块位置。方便最终的插接安装。

         两侧板块安装→双母料板块安装→中间插条的安装→三维方向误差调整→最终固定。

         板块安装完成后，需在幕墙与主体结构层间梁位的间隙采用1.5mm镀锌钢+100mm以上厚度的防火岩棉。钢板与主体结构、幕墙结构及钢板之间的缝隙填充防火密封胶，然后在防火密封胶的表面采用耐候胶密封，防止防火密封胶老化失效。单元式幕墙完成后对20%面积进行淋水试验，板块上部水槽处需注水试验，确保幕墙水密性能单元式幕墙质量控制标准。

         四、 结束语

         大型装饰线条幕墙结构设计在现代建筑中应用越来越广泛，给建筑物带来丰富的造型和线条美感，但其结构设计及施工技术较为复杂，还有许多细节问题需要加强和提高，需不断摸索、不断创新，进一步完善与提高，这样才能建造出更多的安全和优质的幕墙工程。

 

参考文献：

［1］中国建筑科学研究院． JGJ102—2003 玻璃幕墙工程技术规范［S］． 北京: 中国建筑工业出版社，2003

［2］中国建筑科学研究院． GB50009—2012 建筑结构荷载规范［S］． 北京: 中国建筑工业出版社，2012