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今日精彩内容  作者：苏州金螳螂幕墙有限公司 李 洋 引 言 现在BIM技术无论在建筑的方案阶段还是在施工过程中都有十分广泛的应用，特别对于异型幕墙表皮应用越来越多，那么对于一个异型复杂玻璃幕墙项目来说，其中具体多少块玻璃可以近似平板处理，多少是必须双曲热弯处理，多少可以单曲来实现，如果项目前期运用BIM技术的话，就可以清楚地知道，也可以比较精准的估算出项目成本，为商业投资做出正确的判断。 一、项目概况 无锡锡山八佰伴项目为大型商业综合体，由华地国际控股有限公司开发建设，建筑设计为DCI思亚国际设计集团，整个项目体量约为26万方，幕墙总投资约6000万元，其中异型曲面玻璃幕墙约5000平方米，是无锡大型商业综合体的标志性建筑，整体效果图如图1-1所示。  图1-1 二、曲面玻璃体型研究 1、曲面玻璃幕墙形体介绍 曲面部分外立面形体轮廓效果图如图2-2所示，剖面形体如图2-3所示。  图2-2  图2-3 此部分一共跨越三个楼层，每层平面轮廓进出均不相同，最小幕墙表皮离结构面600mm，最大7100mm，曲面玻璃顶层高出屋面10.58米，典型位置剖面如图2-4、2-5所示。  图2-4  图2-5 2、曲面菱形网格划分(BIM技术应用) 2.1、通过犀牛软件建立曲面玻璃幕墙整体模型，菱形四边形网格边长2200mm，高度方向对角高度1400mm，整体模型如图2-6所示，BIM模型参数化控制如图2-7所示。  图2-6  图2-7 3、四边形玻璃阶差分析 3.1翘曲量分析 通过BIM技术分析玻璃板块翘曲量，并以翘曲量大小、分布作为幕墙节点构造设计指导依据，一块四边形玻璃板块有ABCD四个顶点，以其中三个点ABC形成一个平面，通过软件找到D点在ABC平面的投影点D,,那么D D,线段的长度即为玻璃的阶差，由软件分析可知，玻璃翘曲量范围0~482mm，这里将玻璃翘曲量分为7个等级，每间隔50mm划分一个区段，分别用不同颜色模拟，阶差参数化控制如图3-1、3-2所示,翘曲量颜色分布示意图如下图3-3、3-4、单片玻璃投影点如图3-5所示。  图3-1  图3-2  图3-3 图3-4 图3-5 其中洋红色玻璃翘曲量范围在0~50mm之间，这种玻璃一共有1006块，面积2620㎡占比52%，按照类似项目经验，翘曲玻璃可采用现场冷弯形成曲面幕墙方法，将四边形玻璃近似为平板玻璃，蓝色区域玻璃翘曲量范围50mm~100mm之间，这种玻璃一共有369块，面积1072㎡，需现场做冷弯验证，其他四边形玻璃均需双曲面热弯处理。 阶差数据统计分析如图表1 单块玻璃面积范围：0.23~3.29㎡ 总数量：1857块 总面积：5060㎡（理论面积） 单块玻璃翘曲量范围：0~482.1mm 3.2价格分析比较 这里我们把四边形网格玻璃实现方案与三角玻璃实现方案做了价格分析对比，翘曲量在0~50mm之间的视为平板玻璃，造价分析表格如图表2，从玻璃造价分析可知，同样面积三角形方案造价与四边形造价相差巨大，可以看出BIM分析的优势就在于精确地分析出四边形方案中需要热弯处理玻璃的数量，这些热弯玻璃对工程造价起着决定性的作用。 图表1 图表2 上述对四边形玻璃板块分析仅仅从翘曲量单个参数方面来进行分析，实际上一块翘曲玻璃到底能不能平板化操作，不仅仅要看玻璃翘量值还要结合翘曲率指标来综合判断。翘曲率指的是玻璃的翘曲量与四边形长边对角长度的比值，在玻璃板块分析中与翘曲量共同起着同等重要的作用。 4、四边形玻璃翘曲率分析 4.1翘曲率分析 通过软件分析可知，四边形玻璃翘曲率范围在0~0.125之间，其中0~0.01之间为828块，面积2110㎡占比42%，0.01~0.12之间为213块，面积629㎡占比12%，超出0.012的为816块占比46%，翘曲率统计分析如图表3。 按照类似项目经验，翘曲率在0.01以内的曲面玻璃可采用现场冷弯形成曲面幕墙方法，将四边形玻璃近似为平板玻璃，0.01~0.12之间需现场做冷弯验证，其他四边形玻璃均需双曲面热弯处理。 这里将玻璃翘曲率分为3个等级，分别用不同颜色模拟，黄色玻璃可近似为平板玻璃，蓝色需现场做冷弯验证，红色均需双曲面热弯玻璃。翘曲率参数化控制如图4-1,翘曲率颜色分布示意图如下图4-2、4-3、4-4。 图4-1 图4-2 图4-3 图4-4 4.2价格分析比较 这里我们把四边形网格玻璃实现方案与三角玻璃实现方案做了价格分析对比，造价分析表格如图表4，同样三角形方案造价与四边形造价有着数量级的造价差异，与翘曲量价格分析对比结果也略有差别。 4.3阶差分析与翘曲率分析对比结果 通过玻璃阶差统计表与翘曲率统计表对比可以看出，可以视为平板化玻璃相差10%，需要现场做冷弯试验玻璃相差9%，由此可见一块四边形翘曲玻璃完全可视为平板，不仅翘曲量需在50mm以内，同时翘曲率保证在0.01以内，这样通过两个玻璃参数共同控制得出的结论才更准确更具有科学依据。 三、钢骨架及节点构造实现分析 1、曲面钢骨架实现 本工程曲面部分钢结构采用钢管焊接来实现，在每个玻璃板块交接点位置设置一个圆柱形短钢柱来实现不同角度钢管拼焊，钢结构网架每个交叉点的定位，均需要BIM软件来提供数据支撑，交叉点钢管焊接如图5-1、所示，坐标定位点如图5-2所示。 2、玻璃安装节点分析 本工程幕墙系统采用圆盘不锈钢缝用球较夹具系统，使用球较系统优点在于： 1；玻璃可以发生自由变形，使相邻玻璃间的夹角得到补偿，同时满足玻璃随风压产生变形的需要； 2；相邻玻璃间的两端各用一个缝用球较驳接头隔开，同时固定，可以适用各种玻璃角度； 3；沿玻璃缝的方向可以任意调动，对施工误差没有限制，玻璃构造厚度可以通过驳接头上的螺杆进行调节；标准节点如图5-3、5-4所示，沉降缝节点如图5-5所示。 图表3 图表4 图5-1 图5-2 图5-3 图5-4 图5-5 四、小结 本文以一个复杂的商业综合体实例项目，通过分析如何实现方案公司给出的四边形曲面玻璃方案，以及按照此方案项目落地，业主可能会投入的资金要求，来体现幕墙设计师在项目前期方案阶段严谨的设计态度和责任，通过合理的方案优化及建议，加快推进项目的建设，提早发挥工程的作用，为客户创造价值，回馈公司回报社会！ 本文刊发在《幕墙设计》杂志2019年第五期 |
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