大剧院设计.doc

幕 墙 设 计 方 案 说 明 第一章 方案简述 杭州大剧院位于钱塘江畔，为钱江新城的第一栋建筑，坐落于城市新行政中心广场北侧，之江路西北、临江路西南，占地总面积为73963m2，总建筑面积为55000m2 大剧院总平面布置为一个椭圆，由一个双曲壳和一个倒置的圆锥壳相交形成大剧院的主体建筑部分，充分体现新千年的精神和杭州文化中心的特点。由于大剧院体形比较复杂，即有双曲面，又有圆锥面，而我国现行规范对于这种造型独特的大跨度屋盖结构的风荷载计算缺乏相应的体形系数，因此，为了保证结构设计的安全、经济、合理，浙江大学建工学院土木系受杭州大剧院工程建设指挥部委托，于2001年7月至9月进行了大剧院屋面和玻璃幕墙表面风压测定的风洞实验，幕墙设计计算所采用的风压值，就是根据风洞实验报告给出的风压计算公式及试验结果得出。 根据招标文件（答疑文件）的要求，为了使圆锥斜面点式玻璃幕墙支撑钢桁架数目与后屋架对应，我们对该部位玻璃分格尺寸做了适当调整，以保证内外视觉的美观性，并满足构造要求。 由于后屋盖主体部分层间较高、混凝土结构梁间距又很大，故沿竖向梁方向每隔三米设置一道钢结构横梁，缩短幕墙铝合金龙骨的支撑点，满足型材尺寸要求的同时，改善幕墙主龙骨的受力状态，使其满足强度、刚度等构造要求，减小龙骨断面尺寸，降低幕墙成本。 大剧院幕墙工程的主要项目有： 1．双曲壳屋面铝板幕墙，2．圆锥面点式玻璃幕墙，3．入口处倒圆台点式玻璃幕墙，4．钢结构点式玻璃雨蓬，5. 隐框中空（单）镀膜玻璃固定窗，6. 隐框中空透明玻璃窗，7．铝合金百叶及铝合金装饰条等，各部分幕墙结构及其性能详见下一章《幕墙的结构设计》 第二章 幕墙的结构设计 第一节 双曲壳屋面铝板幕墙的设计 一．铝板幕墙基本结构形式 结构形式——浮动、自洁式铝板幕墙系统 铝板材料——3mm银灰色氟碳喷涂铝单板 龙骨材料——铝合金型材，表面阳极氧化处理 密封形式——三道密封层，暗胶自洁密封形式，结构防水设计。 二、铝板幕墙的主要结构特点： 1.铝板板块为浮动式安装结构，板块伸缩自由，板内部无热应力，能够适应温差变形、层间变位的要求，避免板块变形、扭曲、起鼓等现象，板块平整、美观。 2. 三道密封体系、内排水设计，体现优异的水密性能。由于采用深胶密封，使得板块具有非常好的自洁功能，幕墙表面清洁，无污染现象（由于低层空气灰尘度较高，而硅胶固化过程中会产生静电和硅油，具有很强的吸附力，硅胶表面很容易污染，如果胶缝与铝板平齐，在雨水冲击下，铝板表面将受到污染）。 3．铝板板块与副框间为插接结构，板块无折边 ，同时，铝板副框为封闭形式，整体强度高，有利于形成稳定双曲面板块，满足双曲面屋盖的设计要求。 4. 龙骨采用铝合金型材，结构轻巧，耐腐蚀性能优良，幕墙使用寿命长。 5．不同材料接触部位都增设尼了龙隔离垫片，有效防止电位差腐蚀。 三 铝板幕墙的支撑体系 由于后屋盖主体部分层间较高，而且竖向混凝土结构梁间距又很大，故沿竖向混凝土结构梁方向每隔三米布置一道钢结构横梁，幕墙主龙骨两端连接在横梁上，这样，缩短了幕墙龙骨的支撑点，改善幕墙主龙骨的受力状态，使其满足强度、刚度等构造要求的同时，减小龙骨断面尺寸，降低幕墙成本。 钢结构横梁为工字钢，表面涂防火漆。 由于双曲壳桁架与铝板幕墙竖向分格对应，幕墙主龙骨可直接与钢桁架连接，横龙骨与主龙骨连接，不必再曾设横向钢结构。 四、铝板幕墙的防水与排水 针对该工程的特殊性，我们提出了以防为主、以排为辅，防排结合的水密新概念。水密系统由两道三元乙丙胶条、一道硅酮密封胶构成，三道密封结构有效地保证了大剧院铝板屋面的水密性。深胶密封结构还使得屋面具有自洁功能——既雨水沿板块间沟槽流淌，防止污水污染铝板表面，同时，胶缝内第一道密封胶条除具有防水功能外，还具有防止第二道硅胶吸附灰尘的作用，保证胶缝部位沟槽的清洁。 对于局部微量渗水，幕墙龙骨前端还设计了有效的集水和排水渠道，使得局部微量渗水能够及时有组织地排出幕墙外。排水渠道由横竖龙骨前端的集水腔构成，局部渗水沿横腔流入连续的竖腔内，经由竖腔排人室外地沟，形成连续可靠三级内排水系统，使得铝板幕墙具有极高的水密性。 五、双曲面铝板板块的成型设计 为了达到双曲壳屋面完美的双曲效果，我们对铝板板块的双曲成型工艺进行了深入研究和探讨，结合该工程的实际，我们提出了双曲面副框成型工艺，这种工艺已经经过实际工程的检验，能够保证双曲壳屋面板块的圆滑过渡。 铝板板块的双曲成型通常采用蒙皮拉伸法，其原理是用机械方法使铝板产生塑性变形，形成固定的双曲面，从而达到双曲板面的效果。采用这种成型方法的缺点是板块有回弹现象，回弹量又不容易控制，难以达到预定的双曲面效果，而且成本较高，对于每种不同规格板块都要