【技術干貨】花瓣型石材幕墻背栓系統要點解析

 來源：《幕墻設計》雜志、幕墻世界Weekly
作者：北京港源建筑裝飾工程有限公司
吳治剛、溫明、刁飛宙、許昌得、張東輝
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寧夏大劇院

系統的主要特點
寧夏大劇院雙曲面花瓣造型石材幕墻設計，采用背栓石材開縫處理，并且花瓣背向地面方向傾47.25°-82.52°。 采用異形石材，拼接出雙曲面花瓣造型，石材選用慧魚背栓連接，配合鋁合金掛件系統。

主要材料
石材幕墻主立柱選用100×60×6mm鋼方管，轉角位置選用120×100×6mm鋼方管，均按雙跨梁力學模型計算，鋼橫梁選用L50×5mm角鋼,材質均為Q235B，表面均熱鍍鋅處理。石材選用30mm厚花崗巖，表面六面防護處理。開放式石材接縫，內部采用1.5mm鍍鋅鋼板防水封堵。鋼架穿透防水部分，采用德泰蓋片防水體系。

重點難點分析
1、花瓣石材造型復雜，如何解決石材的深化設計、下料加工、現場定位安裝等問題。
2、主體鋼結構已經安裝完成，如何處理好幕墻焊接施工，不影響主體鋼結構的安全。
3、花瓣內部鋼架不可避免的要穿透防水鋼板，在主體鋼結構正常變形范圍內如何解決防水問題。


寧夏大劇院現場結構照片

解決方案
1、考慮到工程的特殊性，本工程花瓣部分主體結構為全鋼結構，位移變形較大。選用背栓式可三維調節石材連接系統，不但很好的解決了石材板塊安裝精度的問題，而且通過鋁合金掛件系統開模，解決了因石材縱向曲率變化，產生的掛件角度不同帶來的石材面板不均勻受力問題，化解和安裝困難也避免了幕墻石材板塊鋁掛件之間剛性接觸，降低了幕墻使用過程中的摩擦噪音。






2、經過運用建模輔助軟件犀牛（帶grasshopper插件）,對曲面的進行分析和石材尺寸和訂單處理。

3、經過模型分析，得到結論石材的曲率，按照曲率來區分平板和雙曲石材板。由于曲線的線變，導致石材的尺寸是完全的唯一化，所以采用軟件建模分析生成數據就顯示出在加工翻樣圖中的優勢。


4、模型建好后，經過軟件處理獲取了大量的信息數據，包括面板的擬合數據、測量控制定位點、材料加工數據等。

5、先通過軟件獲取四邊形板一點到另外三點組成面的最大值，篩選出可以做平板的板塊；4點不共面的翹角高差在10mm之內的，可按平板處理。篩選之后再對雙曲面版進行分析，獲得各種參數，并配合繪制加工圖。






主結構不可焊接的解決方案
為了不對主結構鋼梁整體穩定性產生影響，結構工程師要求幕墻不可在主體鋼結構上進行二次焊接。為此，開發設計了三維抱箍轉接可調節支座，避免幕墻支座焊接對主體結構的不良影響。




德泰蓋片聚脲涂層防水系統
為解決花瓣內部鋼龍骨穿透防水鋼板的問題，對防水位置進行了特殊設計，在保證接口部位能滿足位移和溫度變形的同時，采用了專業的防水材料得泰蓋片和聚脲防水涂層，克服了鋼性防水材料的漏水和噪音等問題，很好的保證了幕墻的防水性能。