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摘要:近些年各行业随着社会经济的飞速发展而有了较大的提升。机场航站楼建筑的幕墙设计逐渐成为城市的地表和形象,人们越来越重视幕墙的设计,促使幕墙设计的风格和造型也发生较大变化,复杂的幕墙结构,会增加幕墙设计和工程施工的难度。本文分析了大型机场航站楼建筑幕墙设计的重难点和结构设计要点,并以实际案例进行了具体的分析,以供参考。
关键词:大型机场;航站楼;建筑幕墙;设计要点
1.大型机场航站楼建筑幕墙设计重难点
大型机场航站楼建筑幕墙设计重难点主要有确定幕墙形式与结构体系、确立幕墙结构体系与主体结构力学关系、幕墙结构与建筑伸缩缝构造的关系等。总体来讲,幕墙设计重难点主要是幕墙和机场航站楼结构的关系的合理协调。幕墙建设需在不对大型机场航站楼结构造成破坏的条件下实施,所以应根据机场的要求设计幕墙的结构和形式。
幕墙的结构体系还应在不对机场航站楼结构和功能造成影响的前提下起到重要的承重和抗压的作用。而大型机场面积和规模都较大,数据复杂庞大,因此建造师需要在设计幕墙结构时通过对这些庞大的数据分析解决上述问题,加大了建筑师工作的难度。同时还应根据幕墙的功能对建筑材料进行严格的选择,如幕墙的硬度较大便可选择五金材料,想要增强其美观效果可以选择玻璃幕墙等,另外建筑师在此过程中还应该考虑幕墙材料的开启和连接的问题。因此幕墙的设计和建设的工程比较系统繁杂,建筑师应该充分的了解和设计后,方可开始施工。
2.大型机场航站楼幕墙结构的设计要点
对大型机场航站楼幕墙结构进行设计时,首先应考虑安全问题,只有保障设施安全,才能促进幕墙工程建设顺利进行;然后再考虑幕墙结构的外观设计和美观程度。设计师应该对幕墙面板的分格和布置、幕墙的主体结构支撑状况(航站楼层结构和梁柱受力情况)及屋面的结构进行详细的分析和充分了解。
幕墙的建设属于大型建筑建设,对建筑师提出了严格的要求。建筑师在设计的过程中应从业主的要求出发,对业主对幕墙的功能和外观的要求进行综合的考虑,并重视幕墙材料和各种结构的匹配性及这些结构的经济性和合理性,才能制定出可行性的合理的设计。建筑师只要开始设计幕墙,就需要综合考虑其安全、科学环保和可持续发展。
当前业主们越来越喜欢索结构幕墙,因为索结构不仅美观,还具有较高的受力程度。但建筑师也应该进行合理的选择,因为索结构并不一定适用于所有的幕墙建设。所以建筑师需要通过画图对其所承受的力进行精密的计算,画出索结构的基本模型,由于索结构的几何排列形式不同,受力情况就不同,所以建筑师想要使索结构发挥出较大的价值,还应该设计出幕墙建设的最佳结构。
3.工程案例分析
3.1北京首都国际机场扩建工程T3航站楼
(1)大板玻璃幕墙
大板玻璃幕墙指的是用玻璃材料做幕墙的原料,把玻璃分成大跨度的大板块,所以叫做大板玻璃幕墙。大板玻璃幕墙的设计使建筑的美观性得到一定程度增强,采用大跨度玻璃材料拼接成的幕墙增强了视觉效果,幕墙结构采用三角形空间的钢桁架结构进行连接,建筑师通过对这种结构巧妙的利用使玻璃材质变形能力差、承受能力弱等缺点得到弥补,其横梁采用铝合金材料,还可以对大板幕墙的承重、抗风、抗腐等起到一定的促进作用。由于玻璃材料是透明、光滑的,因此完成幕墙建设后,路过航站楼的旅客可以直接对楼层内的景色一览无余,而且从高处对玻璃幕墙进行俯瞰,其不规则的形状给人以美观宏伟的感觉,可以使旅客对机场的满意度大大提升。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此该机场航站楼设计的大板块玻璃幕墙,满足了建筑的需求和业主对美及外观的要求。
(2)大铝合金横梁
铝合金材料具有成本低、延展性高、硬度高的特点。横梁选择铝合金材料符合建筑受力结构的需求。因为大板玻璃幕墙是透光性的,具有较弱的遮阳能力,在室外温度较高或中午时,太阳对航站楼进行直射,可能会升高室内的温度,光照过于强烈还可能对航站楼内的其他设施的使用寿命造成影响。为了使幕墙有较高的遮阳能力,建筑师还对大铝合金材料进行充分的利用设计成遮阳构件,主要是使大铝合金横梁截面宽度对外进行了一定的延伸,以此发挥遮阳的效果,横梁延伸后还使幕墙看起来更加美观。铝合金横梁使用的合金材料的质量和密度都较高,因为这种材料有较复杂的制作工艺,会需要较多的人力和物力,而且该材料的包装和喷漆对人员的技术要求较高。另外,把铝合金制作成三角空间斜面的构件,还使横梁的荷载能力和稳定性得到提升。
(3)不锈钢吊杆
不锈钢吊杆的作用主要是支撑,为了使建筑更加美观,应尽量在拼接玻璃的缝隙中隐藏不锈钢吊杆,所以对不锈钢吊杆的粗细程度还有一定的要求。建筑师采用了S630不锈钢高强材料,可以起到平衡使大铝合金横梁受力的作用,对建筑的耐用性协调性起到较大的作用。不锈钢吊杆之间主要是按树叉型进行安装,连接是Y型的,这样便使吊杆抗压抗拉能力和吊杆的稳定性得到增强。采用螺母和螺栓连接吊杆,可以增加吊杆的灵活性,运用镶嵌技术在玻璃缝中嵌入吊杆,并使其另一边和铝合金横梁紧密固定贴合,可以避免不锈钢材料发生变形和产生移动。
3.2昆明长水国际机场航站楼
(1)悬索点式玻璃幕墙系统
悬索点式玻璃幕墙系统的特征是点式玻璃幕墙主体彩色钢结构和单层索网体系进行了有效的结合,也是建筑行业的特殊的设计和创意。这种建筑采取的是有一定特色造型的屋面建筑,钢丝拉索和不锈钢彩带钢结合对玻璃幕墙起到了有效的支撑。钢丝拉索的几何分布对钢丝拉索的受力程度有直接关系,如果钢索的排列较密,可以获得较大的受力,但其提高了成本,美观性也不够;如果钢索的排列太疏,耐力程度不够,对建筑的要求无法满足,所以通过科学的几何计算才能决定是否使用钢索。长水国际机场的索点式玻璃幕墙系统的设计可使钢索承重不够、两条钢索之间滑动的问题得到有效的解决,这是首次在建筑设计中使用定滑轮,也是国内首次在幕墙设计过程中使用定滑轮,建筑师通过对力学知识合理的利用,实现了省力的目的,使预算成本及钢彩带和钢索的负荷压力减少。
(2)两翼超大旋转幕墙系统
该系统是建筑师对昆明的地理位置综合分析后制定的针对性的体系。由于位于北纬亚热带地区的昆明具有适宜的温度和气候,因此建筑师为了实现可持续发展的战略目标,在设计中对绿色环保、节能进行了合理的运用,对玻璃幕墙的自然采光进行了科学的利用,使其具有昆明的适宜气候和自然风,乘客可以通过智能化旋转门感受到,还使航站楼整年的用电量较大程度降低,发挥节能减排的效果。该系统的幕墙属于旋转幕墙,利用幕墙的旋转才会有效的连接大自然和室内。开启的旋转幕墙可以发挥照明通风的功用,而关闭状态的幕墙整体和航站楼的设计便可以吻合。另外,旋转幕墙灵敏的感应系统,可以对室内外湿度和温度的电话实时感应,发挥智能调控的价值。
结语
通过案例分析可以得出,大型机场航站楼建筑的幕墙设计对其压力承受情况和外观形象等都起到重要的作用,并且随着科学技术的不断进步,如果在幕墙设计中有效的采用力学几何知识、环保意识、节能减排等,会较大程度的促进幕墙建筑业的发展。
参考文献:
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[3]任炳文.大空间建筑幕墙设计——郑州机场T2航站楼及GTC[J].深圳土木建筑,2017(04):33-41.
论文作者:范晓瑜
论文发表刊物:《防护工程》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/14
标签:幕墙论文; 结构论文; 吊杆论文; 航站楼论文; 机场论文; 建筑论文; 建筑师论文; 《防护工程》2018年第26期论文;