• “透明書苑”晶瑩剔透初露高顏值

    • 2022-11-11 23:32:00
    • 北京日報

    初冬時節,城市綠心森林公園內層林盡染,疊翠流金的枝葉宛如色彩斑斕的油畫,映照在城市副中心圖書館晶瑩剔透的外幕墻上。記者日前獲悉,城市副中心圖書館項目一標段外幕墻工程已正式完工。其自主創新更突破世界級建設難題,使得玻璃幕墻在地震時可適應水平120毫米位移變形,以及向下65毫米和向上25毫米的豎向位移變形。

    超大玻璃幕墻系統開創世界先例

    城市副中心圖書館作為一處由276塊超高、超寬大玻璃組成外立面的“透明書苑”,如今已與城市副中心劇院、大運河博物館組成了副中心三大地標性建筑。中建裝飾在副中心圖書館建設中首創全玻璃幕墻施工體系,歷時一年為讀者打造出嶄新的全景式閱讀體驗,向市民詮釋了副中心速度和副中心質量。

    作為城市副中心起步區三大項目之一,城市副中心圖書館四周被綠心森林公園所環繞,建筑內部的樹狀結構宛如鋼鐵森林,屋頂檐口吊頂采用銀杏葉狀鋁板,錯落有致分布,猶如森林的傘蓋。

    如何將圖書館內外的“森林”融為一體,正取決于超大玻璃幕墻深化設計施工的最終效果。為實現“透明書苑”的視覺觀感,城市副中心圖書館外立面采用了全玻璃幕墻,并呈現為W折線造型。與此同時,由于屋頂柔性的鋼結構無法承受玻璃荷載,這些玻璃幕墻采用了自承重的結構形式,坐落于懸挑5米的鋼結構之上。

    “這些玻璃的夾角從74度到133度共有14種角度,標準角度為120度,玻璃之間無任何支撐龍骨及玻璃肋,完全采用由一片片超大玻璃自身互為支撐的自承重系統?!敝薪ㄑb飾的副中心圖書館項目幕墻深化設計負責人楊英自豪地表示,這一幕墻系統也開創了世界先例。圖書館玻璃幕墻極好的透光性,讓“透明書苑”的氛圍感撲面而來。讀者無論憑窗小讀片刻,抑或在階梯起伏的館內低頭遨游書海,都能獲得極佳的閱讀體驗。

    不僅如此,城市副中心圖書館的屋頂還以銀杏樹葉片為靈感來源,每組“樹冠”中間都藏有負載在玻璃上的光伏薄膜系統,讓建筑的可再生能源利用率提升到2.1%。作為北京市綠色安全樣板工地,該項目還將2000塊異型鋁板吊頂運到現場后組裝成200個花瓣狀的鋁板單元,再進行裝配化吊裝,不僅提高了施工效率,還通過減少高空作業,降低了安全風險。

    可抗向下65毫米向上25毫米變形

    該項目全玻璃幕墻在高度及支撐形式上均突破現行幕墻規范,玻璃的穩定性設計及抗震性設計也無規范可供參考,如此大角度的互為支撐更沒有先例。施工中這一系列設計施工難題接踵而至,倒逼項目團隊從結構設計、構造設計、抗震設計、玻璃穩定性、超寬超深結構膠受力、玻璃安裝設備等各方面進行創新性設計,最終確定采用自承重式互為支撐的全玻璃幕墻結構形式,并成功解決了上述難題。

    值得一提的是,玻璃之間通過寬35毫米、厚150毫米的高強結構膠進行傳力并實現互為支撐。中建裝飾還通過鋼槽與結構進行構造連接,通過上述構造有效吸收玻璃在地震作用下的變形,確保幕墻抗震性能的實現。該項目經理熊宗祠進一步解釋,這些鋼槽在玻璃廠內進行安裝,鋼槽與玻璃之間灌注高強結構膠,既避免了與玻璃的硬性接觸,又滿足了自承重體系的構造需要。

    為了適應地震位移變形,項目團隊還在玻璃底部鋼橫梁中間位置研發了一種可以適應水平120毫米位移變形的弧形滑移塊。熊宗祠解釋,玻璃頂部采用π型件與玻璃鋼槽豎向長條孔進行連接,此構造只承擔水平荷載不承擔玻璃自重,通過玻璃頂底的構造可適應屋頂結構在地震發生時,向下65毫米和向上25毫米的豎向位移變形。

    “幕墻神器”實現12噸級玻璃安裝

    “城市副中心圖書館最大的玻璃位于南北主入口位置,高15.3米,寬2.5米,采用了7片15毫米厚的超白玻璃,玻璃總厚度達132.6毫米,單塊重量達10.8噸,是全球已知的單塊最重幕墻玻璃?!毙茏陟粽f。

    重達10.8噸的玻璃吊裝同樣是個超級技術難題。中建裝飾為此定制了24爪獨立回路的真空電動吸盤,吸盤整體可實現360度無極旋轉,±90度翻轉功能,吸盤的額定載重可達12噸。

    “每組真空吸盤都由PLC中央控制,由獨立的真空泵、真空回路、機械安全系統、電器控制系統系統組成。24組吸盤還可以根據需求進行自由組合,實現12噸以下任意重量玻璃的安裝,堪稱‘幕墻神器’?!毙茏陟魧ㄔO過程中的這些難點全都記憶猶新。

    楊英介紹,從整體來看,城市副中心圖書館幕墻設計、施工實現了一系列技術創新,包括一個首創,首創了國內超大自承重式互為支撐的全玻璃幕墻系統;兩個攻克,攻克了自承重式互為支撐全玻璃幕墻的抗震設計難題,攻克了自承重式互為支撐全玻璃幕墻的玻璃穩定性分析難題;三個突破,突破了幕墻單塊玻璃的重量極限,突破了超寬超厚結構膠的應用極限,突破了幕墻玻璃安裝設備的承重極限。

    眼下,城市副中心圖書館項目的順利施工,不僅填補了國際、國內關于自承重式互為支撐全玻璃幕墻體系的空白,對于國內相關的規范、技術、加工、生產、安裝等同樣具有重大意義。

    • 編輯:吳麗文
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