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澳門科學館鋁板幕墻設計與下料 |
| 來源:09年會論文集 作者:黃曉青 日期:2009-4-14 頁面功能 【字體：大 中 小】【打印】【關閉】【評論】 |
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摘要：澳門科學館鋁板幕墻造型主要為塔樓的斜圓錐臺和裙樓的半球體和螺旋樓梯鋁板，采用開放式的鋁板節點設計，具有比較現代和奇特的建筑美感。本文結合塔樓斜圓錐臺鋁板幕墻的實際闡述復雜形狀鋁板幕墻的設計和下料的一些方法。
關鍵詞：三維建模;開放式鋁板;鋁板工藝;放線
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澳門科學館塔樓高56. 9m，分為上面的小斜圓錐臺和下面的大斜圓錐臺，立面為開放式的鋁板。大斜圓錐臺各環的圓心連線與水平面成69.40度的傾斜角，頂部被一個與水平面成11.65度的斜面所切，形成一個橢圓形的鋁板屋面;大斜圓錐臺上面為一個小的斜圓錐臺，其頂部為橢圓形的玻璃天窗。下面分成幾方面介紹斜圓錐臺的設計和下料:
首先，是三維建模。大斜圓錐臺的建模是由與水平面平行的21個圓環和頂部一個斜的橢圓環組成，按照建筑圖給出的各圓環的圓心坐標和分格數來確定各圓環上的鋁板分格線;小斜圓錐臺頂部和底部都為橢圓環，中間為5段與水平面平行的圓弧組成。斜圓錐臺按照以下的原則來建模:保證相同分格數的圓環的每段分格的豎邊都在同一條直線上;分格長度大，高度小的各環的分格數相同;分格長度小，高度大的各環的分格數相同;各圓環的圓心都在同一條斜線上。立面分格高度方向從第1環開始采取分格長度大，高度小的一環接分格長度小，高度大的兩環的排列方式，使總體立面效果呈現疏密有序，而不是千篇一律的感覺。(如圖1，2)
其次，是鋁板接縫的設計。鋁板幕墻接縫采用開放式的節點設計，不需要打膠。幕墻不需要做防水設計，采用土建結構防水。大刁、斜圓錐臺采用混凝土結構，在結構上面先徐上防水涂層，采用90x90x6槽鋁墊上2mm的EPDM橡膠墊片，通過膨脹螺栓固定在結構上作為固定支座。鋁板用90X90X6槽鋁支座來固定，不需要橫梁和立柱(如圖3):鋁單板左右邊各用種焊釘固定一根鋁型材豎料，在豎料的上下兩端各通過2個螺栓固定一個L100x50xgmm鋁掛耳，將鋁掛耳掛裝在槽鋁支座中間的M12x160不銹鋼螺桿上，這樣就將鋁板掛裝在結構外面。裝在槽鋁支座側面上的M6X50mm的螺栓可以在水平方向左右調整鋁板，并起到限位的作用;裝在鋁板上端鋁掛耳的MSx60螺栓可以在高度方向調整鋁板;槽鋁支座上安裝螺桿的孔位在鋁板進出方向開甲17X56的長條孔來調整鋁板進出的距離，從而可以實現連接節點的三維位置可調。
再次，是鋁板工藝。塔樓斜圓錐臺鋁板為不等邊梯形的圓弧板，上下兩條弧邊的半徑不一樣，弧邊所在的平面都平行于水平面，必須提供上下兩條圓弧邊的半徑，弧長和弦長，左右兩條直邊的邊長，左右兩條直邊和上下兩條弧的弦邊組成的梯形的2條對角線長，左右邊與上下兩條弧的弦邊的夾角共4個，及鋁板面相對于水平面的傾斜角度，由于每個數據都要保證精確．
因此，如何精確的測量出各個數據就相當重要。斜圓錐臺的每塊鋁板的空間位置都不一樣，故在測量每塊鋁板的尺寸數據時，必須先建立起相對于該鋁板的UC5坐標，然后再在該坐標系中，通過測點到點的距離和邊與邊的夾角來得出各個尺寸數據，在測量板面相對水平面的傾斜角度時還要變換一次US坐標，所以這種方法是比較花費時間的。我們經過仔細的測量和檢查，保證測出的數據是精確的。(如圖4)
最后，斜圓錐臺的放線采用了比較方便而有效的方法。由設計提供起始環和終止環各分格中點的三維坐標，通過儀器定出在相同水平位置上，豎向在同一條直線上的起始環和和終止環的兩個分格中點，用細鋼絲繩拉通線。確定了各分格豎向邊所在的直線后，再按設計提供的各個水平分格的豎向分格中到分格中的數據，在每條直線上定出每一環每個水平分格的豎向的上下兩個分格中點，再采用一個在廠里加工好的鋼制輔助工具，由每個豎向分格中點的位置就可確定其對應的支座掛軸的中點及固定支座的膨脹螺栓的位置。結構的誤差通過外伸鋼通連接件來調整。
綜上所述，對于復雜形體構成的鋁板幕墻，首先要采用正確的方法建立三維模型，模型幾何形狀的控制尺寸要保證，這是最關鍵的，只有這樣，后續的工作才有效;其次，要設計方便施工和鋁板加工的節點，采用三維位置可調的節點安裝時能夠方便調整，減少安裝的誤差;在做鋁板工藝圖時，圖紙表達正確很重要，不能漏掉任何一個鋁板的加工控制尺寸。由于復雜形體的鋁板往往控制尺寸較多，要在模型中采用正確的方法測量數據，保證數據的精確性。另外，復雜形體的施工放線是可以采用比較簡便的方法來完成的。通過按節點預先加工一些輔助放線工具，可以大大提高放線的效率。
參考文獻
[1]趙西安，《建筑幕墻技術手冊》
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