玻璃幕墻是怎么設(shè)計(jì)成的?

方案不錯(cuò),你的表皮用什么材料?
這個(gè)空間不錯(cuò),支撐結(jié)構(gòu)是怎么考慮
效果圖不錯(cuò),結(jié)構(gòu)太反人類了吧?
鋼結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、玻璃體系、結(jié)構(gòu)優(yōu)化.......
相信建筑學(xué)類學(xué)生時(shí)代都聽(tīng)過(guò)這些話吧。
當(dāng)熬了幾個(gè)大夜,美美的把方案和效果圖交給老師,老師直接一句結(jié)構(gòu)再考慮一下,你直接痛苦面具戴起來(lái)!
可是當(dāng)你想做一個(gè)結(jié)構(gòu)合理、材料合適、造型優(yōu)美的方案時(shí),又不知道如何下手?
沒(méi)關(guān)系,我們一起來(lái)帶著設(shè)計(jì)講結(jié)構(gòu)!

▲多米諾結(jié)構(gòu)體系-柯布西耶 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)
01.?玻璃幕墻發(fā)展簡(jiǎn)史
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當(dāng)我們?cè)谡務(wù)摻ㄖ臅r(shí)候,到底在談?wù)撔┦裁??是空間、是情感還是氛圍,這些說(shuō)對(duì)也對(duì),說(shuō)錯(cuò)也錯(cuò),回歸到物理空間層面,當(dāng)你走出Starbucks,走在高樓林立的市中心,抬頭望去,永遠(yuǎn)有那么一種東西會(huì)閃瞎你的眼!
那就是玻璃,準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)是玻璃幕墻。

▲上海中心 來(lái)源:美篇-金松定博客
作為建筑的“衣裝”,外立面是建筑給予世界的第一眼驚艷。
人們對(duì)建筑的感知,往往從外立面開始。
而幕墻作為建筑的外衣,在起到保證建筑結(jié)構(gòu),保溫隔熱、遮風(fēng)避雨的基本功能的同時(shí),也成為表達(dá)建筑美學(xué)的重要載體。
根據(jù)鑲嵌板材質(zhì)分類幕墻可分為:玻璃幕墻、石材幕墻、金屬板幕墻、非金屬板(玻璃除外)幕墻。其中,玻璃幕墻近年來(lái)在高層建筑上應(yīng)用廣泛。

▲城市 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)
玻璃幕墻最初出現(xiàn)在1851年的倫敦——工業(yè)博覽會(huì)建造的水晶宮,它宣告了現(xiàn)代幕墻時(shí)代的開始。

▲倫敦水晶宮 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)
到了1951年,紐約利華大廈首次向人們展示了一座全新的玻璃方盒子,這座由玻璃和金屬組成的玻璃幕墻建筑,被認(rèn)為是現(xiàn)代高科技發(fā)展在建筑上的標(biāo)記,深受建筑師們的青睞。

▲紐約利華大廈 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)
從上世紀(jì)70年代開始,隨著亞洲經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,東南亞諸國(guó)也逐步將建筑幕墻引入到高層建筑中。
著名的吉隆坡石油雙子塔,就是代表作之一。他于1996年完工,共88層、高達(dá)452米,扇貝狀的幕墻的表面充滿了雕塑氣息 ,玻璃幕墻閃閃發(fā)光,明顯可見(jiàn)星星的形狀。是當(dāng)時(shí)世界上獨(dú)一無(wú)二的巨型建筑。


▲基隆坡雙子大廈? ?來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)

▲基隆坡雙子大廈? ?來(lái)源:作者導(dǎo)師攝
02.?幕墻的定義與分類
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幕墻是通過(guò)錨固支座以點(diǎn)傳遞的方式將自重和所受荷載傳給主體結(jié)構(gòu),一般是突出于主體結(jié)構(gòu)外輪廓線以外形成整體性的立面。

▲玻璃幕墻示意圖 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)

(上面在說(shuō)什么,我怎么聽(tīng)不懂?)
哈哈哈哈,我們簡(jiǎn)單一點(diǎn),既然它叫墻,想象一下。
建一堵墻會(huì)吧?換成玻璃會(huì)吧?掛在樓板上會(huì)吧?

▲幕墻組成形式 來(lái)源:作者自繪
啪,這就是玻璃幕墻,一種兼裝飾與結(jié)構(gòu)功能于一體的外掛式裝置。

▲陸家嘴蘋果店 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)
其次玻璃幕墻因?yàn)榭勺冃员容^高,大型設(shè)計(jì)單位在使用時(shí),還會(huì)有自己專屬的樣式和構(gòu)造方式。
在這里就按照目前的施工工藝來(lái)分主要分為三種:
即:框架式、半單元式、單元式
框架式:在現(xiàn)場(chǎng)依次安裝立柱、橫梁、面板。
簡(jiǎn)單理解就像把大象關(guān)進(jìn)冰箱??偣卜秩剑?/p>
第一步、打開冰箱門(安裝立柱);第二步、塞入大象(安裝橫梁);第三步、關(guān)上冰箱門(封裝面板)。

▲框架式組成形式 來(lái)源:作者自繪

▲圣查爾斯牙科診所,加拿大? 來(lái)源:谷德
半單元式:
在現(xiàn)場(chǎng)安裝立柱,接著將面板和橫梁安裝在一起,接著吊裝到立柱,完成組裝。
.先安裝立柱在主體結(jié)構(gòu)上,即先打開冰箱門,然后將橫梁與面板組裝在一起,即同時(shí)塞入大象和關(guān)閉冰箱門。

▲半單元式組成形式 來(lái)源:作者自繪


▲羅源濱海堂,福建? 來(lái)源:谷德
單元式:
在工廠生產(chǎn)時(shí)將立柱、橫梁與面板封裝在一起,在安裝現(xiàn)場(chǎng)像給美甲貼片一樣,一片一片掛上去。

▲單元式組成形式 來(lái)源:作者自繪


▲大疆天空之城,深圳? 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)


▲麗澤SOHO,北京? 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)
03.?單元式玻璃幕墻結(jié)構(gòu)詳解
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三種方式從本質(zhì)上來(lái)講沒(méi)有特別大的區(qū)別,主要取決于當(dāng)時(shí)的施工條件與經(jīng)濟(jì)預(yù)算,隨著建筑技術(shù)的發(fā)展,第三種單元式方式采用的最多(傳說(shuō)中的預(yù)制性建筑就在這里)
本章我們就來(lái)看看單元式玻璃幕墻組成的進(jìn)化過(guò)程(前方高能,非戰(zhàn)斗人員請(qǐng)撤離)
(hold on 在講幕墻之前我們需要給大家講清楚現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的組合方式主要有三種)
(1.平行式? ? ? ? ? ? ? 2.上字式? ? ? ? ? ? 3.卡扣式)



▲結(jié)構(gòu)連接形式示意圖 來(lái)源:作者自繪
首先我們先分為兩部分即幕墻構(gòu)件和連接構(gòu)件。
第一部分幕墻進(jìn)化論現(xiàn)在開始!
以玻璃為基礎(chǔ)板件,兩側(cè)為立柱框架

▲玻璃幕墻基礎(chǔ)構(gòu)件 來(lái)源:作者自繪
而在考慮到隔音、隔熱、隔冷、隔水等多種方面,我們需要對(duì)幕墻不同部分進(jìn)行不同的密封處理,如密封膠條、密封壓條、密封毛條等,但不管幾種材料,它的作用都是為了密封物件,在本文中,我們統(tǒng)一稱為密封膠或密封膠條。
而在此處,我們插入玻璃結(jié)構(gòu)密封膠條,加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、同時(shí)隔絕玻璃內(nèi)外。(后續(xù)表達(dá)中,為方便理解我們將玻璃視為一塊整體)

▲玻璃密封 來(lái)源:作者自繪
▲玻璃密封實(shí)際示意圖? 來(lái)源:公眾號(hào)-歐亞德新型建材
兩側(cè)立柱框架,同理加入立柱結(jié)構(gòu)密封膠條,并在玻璃與立柱之前加入連接膠條。

▲玻璃基礎(chǔ)構(gòu)件 來(lái)源:作者自繪
TIPS:
在實(shí)際施工時(shí),玻璃面板為卡入立柱內(nèi),在進(jìn)行密封處理,本文為降低理解難度,對(duì)部分細(xì)節(jié)進(jìn)行抽象處理。

▲實(shí)際施工結(jié)構(gòu)示意圖? 來(lái)源:作者自繪

▲實(shí)際施工結(jié)構(gòu)示意圖? 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)
在玻璃與框架采用膠條連接之后,為了更加牢固的連接與外部美觀,大家展開想象力,會(huì)采用什么方式?想想開篇所講的三種方式!?。?/p>
好了不賣關(guān)子了,這里主要采用的開篇所講的第一種:平行式。
在本來(lái)的玻璃與框架上方加入蓋板,并用連接膠條,將蓋板與玻璃和框架牢牢加固在一起。

▲玻璃基礎(chǔ)構(gòu)件 來(lái)源:作者自繪
至此單體玻璃構(gòu)件已經(jīng)完成,而不同單體如何結(jié)合呢?

▲玻璃基礎(chǔ)構(gòu)件 來(lái)源:作者自繪
單體之間采用卡扣形式組合(知識(shí)閃現(xiàn),此處采用的是開篇所講第三種連接方式)

▲玻璃基礎(chǔ)構(gòu)件 來(lái)源:作者自繪
▲玻璃基礎(chǔ)構(gòu)件 來(lái)源:作者自繪

▲玻璃幕墻單體構(gòu)件示意 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)
至此,一組玻璃幕墻構(gòu)件已經(jīng)進(jìn)化完畢。
那單元構(gòu)件和樓板的鏈接我們用膠水嗎?
當(dāng)然不是,我們通過(guò)螺栓進(jìn)行鏈接。
基本固定模式已經(jīng)確定,但我們?cè)谙脒@種安裝方式是不是無(wú)法進(jìn)行拆卸了,我們用單元式是不是圖的就是一個(gè)方便。
為了方便掛載,我們采用卡扣形態(tài)進(jìn)行鏈接。
那么接下來(lái)卡扣連接構(gòu)件形態(tài)進(jìn)化開始!
為了玻璃組件能夠上下活動(dòng),部件拆分為兩部分

▲連接構(gòu)件 來(lái)源:作者自繪
在考慮上下活動(dòng)之后,前后的位移活動(dòng)我們采用增加平行活動(dòng)結(jié)構(gòu)。
▲連接構(gòu)件 來(lái)源:作者自繪
在考慮與玻璃的鏈接之后,組合為卡扣形式

▲連接構(gòu)件 來(lái)源:作者自繪
經(jīng)過(guò)上述操作后,我們的基本組件形態(tài)已經(jīng)確定,為三部分組成的一個(gè)可活動(dòng)連接卡口,在此之后我們?cè)谒伎?,這些部件需要進(jìn)行怎么樣的連接呢?
有了! 進(jìn)行開洞與置入可活動(dòng)螺栓,即可完成!


▲連接構(gòu)件 來(lái)源:作者自繪
至此連接構(gòu)件生成完畢!

▲連接構(gòu)件 來(lái)源:作者自繪
進(jìn)化完畢,我們的幕墻也成功生成!

▲玻璃幕墻單元組合連接示意圖 來(lái)源:作者自繪
04.?玻璃幕墻的紛繁與魅力
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以上就是本期的單元式玻璃幕墻生成解析啦。
其實(shí)大部分像我們一樣的建筑類學(xué)生或者剛剛工作的同學(xué),對(duì)于結(jié)構(gòu)都是兩眼一抹黑,設(shè)計(jì)課和結(jié)構(gòu)課的內(nèi)容是脫節(jié)的,例如在建模的時(shí)候做玻璃,只是會(huì)拉一個(gè)長(zhǎng)方體了事,殊不知結(jié)構(gòu)也是設(shè)計(jì)的一部分,不僅會(huì)影響建筑外觀,也會(huì)影響建筑空間。
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