【BCW】上海中心大厦外幕墙工程设计.pdf

【BCW 】上海中心大厦外幕墙工程设计 上海中心大厦建筑外观呈螺旋状上升。由主楼底部起始 做平面旋转的建筑表皮，因建筑平面设计有一处凹口，使得 在外幕墙上呈现 V 形凹槽， 就此由底部旋转至顶部塔冠。 从 空中俯瞰， 632m 上海中心大厦非对称的卷折式顶部造型， 与 421m 高金茂大厦的点状皇冠顶部及 492m 高环球金融 中心的现状合拢顶部相互辉映，刷新和重组了上海的天际线 （图1）。 图 1 上海中心大厦效果图 上海中心大厦优美的建筑形态究竟如何成形？又有哪些特 点？真正承担建筑外围护的外幕墙各系统究竟如何构成？ 又有哪些关键数据？基于这些问题，本文从幕墙设计的角度 分析上海中心大厦的建筑几何形态成形以及幕墙系统组成。 1 建筑几何形态分析上海中心大厦外幕墙（ A 幕墙）形态复 杂，其成形过程是依据建筑设计定义的一套成体系的原则及 公式，幕墙设计必须正确理解建筑几何形态成形理念，并以 此为基础作为整个上海中心大厦建筑幕墙设计的原点，才能 正确地深化设计出塔楼外幕墙体系。根据对建筑形态组成的 理解，整个形态成形可以分部分项地拆解为：建筑基准平面 成形（含 V 形口）、分格尺寸成形、实际楼层平面成形、单 元板块成形、凹凸台面成形等。此外结合结构设计要求，与 外幕墙匹配的幕墙支撑钢结构也有一套完整的成形及定位 原则，此问题将在后续文章中详述。 1.1 塔楼外形整体几何 分析如图 2 所示，上海中心大厦塔楼外形整体几何形态可简 单描述为以下 5 个控制要点。图 2 塔楼外形整体几何分析 （1）确定四个基准平面的外形尺寸。根据建筑所给的定位 原则及参数确定± 0m 、45m 、605m 和 632m 标高处的典型 标高平面外形。 （2 ）确定建筑的起始旋转方位。要求塔楼± 0m 标高处建筑平面外形“ V ”口的起始角度为正南方向顺 时针旋转 50 °。（3）确定建筑的旋转角度。 把建筑总高 632m 等分为 632000 份，得到每一个单位高度建筑旋转角度为 120/605 000 ＝0.000 214 286 °，建筑自身总体旋转 135.429°，相应标高 Z 的旋转角度 R ＝ Z ×0.000214 286 °。 （4 ）确定幕墙板块标高处平面外形缩放。根据招标 图平面缩放公式 Y ＝ EXP （Z ×S）（其中 Z ＝ （幕墙定位 标高－ 45 ），S ＝-0.001 096 ），计算出缩放比率 Y 值，依 次类推，完成所有层的平面外形尺寸建模。 （5 ）在已有平面 外形图的基础上完成 A 型幕墙的平面分格定位，通过定位 点最终生成带立面分格线的精准三维线框图。 1.2 塔楼建筑 几何形态成形过程简述塔楼建筑几何形态分为基准平面成 形与实际标高平面成形，基准平面及平面分格成形分为以下 几个步骤。 （1）选取平面上一点定为 WP1 ，由 WP1 画直线 47 565mm 确定 WP2 点，分别由 WP1 、WP2 两点作夹角 为 60 °、 23.3 °射线，交点定为 WP3 点。 （2 ）以 WP2 点 为圆心、 88380mm 为半径作夹角为