北京天文馆新馆玻璃幕墙结构

作者：磨石学校 | 来源：磨石学校 | 最后更新：2013-11-24 | 点击：次

: 文章导读：; 北京天文馆新馆位于北京西直门外大街，总建筑面积22000平方米，是一个大型综合性天文馆。工程建筑于2002年8月6日开工，2004年12月10日竣工，其设计由美国王弄极建筑师事物所和中国航天建筑设计研究院联合承担完成，建筑幕墙设...

北京天文馆新馆位于北京西直门外大街，总建筑面积22000平方米，是一个大型综合性天文馆。工程建筑于2002年8月6日开工，2004年12月10日竣工，其设计由美国王弄极建筑师事物所和中国航天建筑设计研究院联合承担完成，建筑幕墙设计和施工由深圳市三鑫特种玻璃技术股份有限公司承担完成。建筑物由五层钢筋混凝土结构、钢结构玻璃幕墙、马鞍形玻璃通道和四个各具象征意义的玻璃旋体组合而成。

一、北立面玻璃幕墙

北立面玻璃幕墙玻璃基本分割尺寸为3000mm×1000mm。幕墙按横明竖隐构造。北立面幕墙结构按9m跨度布置18根高度为30m、Ф800mm的钢管柱，每根重量为9.9吨，其中8根为弯曲钢柱。由于钢管的直径大，弯曲弧线难度、要求精度高，经多次试验后最后采用的方案是：在后场分级热弯剪裁成型，在现场放样逐级校正。

北立面玻璃幕墙由于建筑节能要求，玻璃采用8mm (钢化)+12A (中空) +8mm Low—e(镀膜钢化)玻璃，玻璃基本分割尺寸为3000mm × l000mm。幕墙按横明竖隐构造。同以往幕墙结构系统不同，横向由T型钢龙骨支托，既作为外视横线条也作为玻璃面板的水平支承结构。整个建筑物线条流畅合理，与周围建筑物益显和谐。

为达到立面通道的效果，在柱与柱之间的支承结构上采用了9m跨的变截面水平玻璃肋作为玻璃幕墙受风荷载的主要支承结构，用横向玻璃肋与钢结构的组合结构支撑着有横向线条的立面玻璃，用Φ12mm的钢拉杆来保证玻璃肋的平面外稳定，这在国内是首次使用的。为确保安全，玻璃肋采用25.52mm的双钢化夹胶玻璃，采用不锈钢夹板作为双层玻璃定位夹连接。

二、马鞍形玻璃通道

在建筑物中部设置了一个由曲形钢结构支撑的，用360片不同尺寸规格的双曲面热弯夹胶玻璃1拼接的马鞍形玻璃通道，贯穿整个建筑。

热弯夹胶玻璃：由优质玻璃进行热弯软化，在模具中成型，经退火制成曲面，再在双层或多层之间加入PVB胶片后进行抽气，加压处理制成的曲面玻璃。

在南、北立面的马鞍通道人口处，钢结构龙骨的加工和玻璃的加工安装碰到很大的难题。固定玻璃的次龙骨是曲线形，而固定玻璃的槽口又要与玻璃的边缘对应，这就出现了次龙骨为曲线扭曲形状，经多次论证和试验，确定了加工安装方案： I、龙骨的分两步进行，首先将龙骨的外形按设计要求的曲线制作成形，保证将误差控制在±1.5mm之内，并预安装到位，再按每隔100mm作一个与玻璃面的切线对应点，确定扭曲度数并逐级校正成形，确保玻璃边缘与龙骨槽口吻合。 II、异形双曲面玻璃的加工采取每片玻璃对应一个钢模具的办法。用网格式空间模形确定玻璃下料尺寸。在模具制作时按网格横线条的曲度将钢管弯曲成形。每隔100mm一根曲形钢管并按网格的竖向线条曲度拼接成空间双曲面模具，并预留出玻璃在烧制过程中回弹尺寸余量，保证玻璃的曲面偏差在±2.5mm之内。

由于本结构为形体复杂的空间变化体系，一方面要保证龙骨结构视觉造型上的艺术性，另一方面还要控制钢结构加工、安装的误差。在结构设计中采用专用3D建模软件，准确确定弦体曲面位置和结构的空间参数，以保证施工图设计和加工工艺的精确度；工厂加工时采用了三维刚性胎模控制、检测几何尺寸保证每根钢管的空间弯曲度；现场安装时将每根钢管的电脑定位坐标用全站仪三维空间定位，再用激光经纬仪配合跟踪测量，以确保玻璃安装时准确无误。

在北京天文馆新馆玻璃幕墙和玻璃旋体施工中采用了多项新工艺、新技术，其难度之大精度之高为国内钢结构和幕墙的设计、安装所不多见的，其中许多地方都打破了常规，为国内幕墙特殊异型钢结构的安装，积累了丰富的经验。