建精品工程树国家形象——三鑫股份独家承建国家体育馆外幕墙工程

来源:中国幕墙网收集整理　作者:* 　日期:2008-4-26 　页面功能【字体：大中小】【打印】【投稿】【评论】

国家体育馆

　　在国家奥林匹克公园的三个“国”字头场馆中，它是唯一一座拥有玻璃幕墙的建筑，而且它的外墙面全部采用了这种形式，这使得国家体育馆的幕墙施工面积达到了27000平方米。同时，国家体育馆的建筑结构、设计要求又不同于常规建筑，在这些因素的综合作用下，国家体育馆的幕墙施工成为了一个难题，在方案阶段，几乎没有人有把握把它做好。

　　“难度大、难点多”。是概括国家体育馆玻璃幕墙施工的特点。

　　三种幕墙结构形式
　　国家体育馆的外墙不同于一般建筑，在通常情况下大多数的建筑外墙是垂直于地面的，但国家体育馆的外墙除了竖直墙面之外它还存在与地面成斜角室内外无结婚支撑的几十米高的墙面，这要靠幕墙结构来实现的，因此在幕墙的结构上，国家体育馆工程也需要创新。

　　三鑫股份在经过一系列的设计、专家论证、测试之后，最终为实现国家体育馆的建筑结构设计了三种幕墙结构形式：点爪式幕墙、不锈钢吊杆框架式斜立面幕墙，不锈钢吊杆框架式直立面幕墙。

　　施工的三大特点
　　按照设计师的设想，国家体育馆建成后应该是一座极为通透的建筑，因此在幕墙设计中，设计师大胆采用了许多前所未有的做法，这些做法也使得施工难度大大增加。
　　玻璃肋作为横向受力构件。“这是一个很新颖的设计，不但在国内没有过，即使在世界上也是罕见的。”玻璃在幕墙施工中一般不用作受力构件，因为玻璃的韧性差，强度离散性大，抗风性能和水平受力性能以及对环境变化的适应能力都比较差，受力构件一般选金属材料，如铝材等。但随着科学的发展、幕墙设计水平及钢化玻璃加工技术的逐渐成熟，钢化玻璃的性能也大为提高，在此次国家体育馆的设计中，设计师大胆选用了玻璃肋作为横向大跨度受力构件。

　　采用大面积玻璃面板。在国家体育馆施工中，为了满足设计师的设计要求，三鑫股份选用了大面积的玻璃面板作为幕墙施工材料，单片玻璃的面板主要有两个规格：2M×4M、2.3M×4M，这在以前的玻璃幕墙施工中是很少见的，张桂先把这称作“超常规的使用”、“有挑战性的施工”。使用这样大面积的玻璃面板，使得幕墙施工中，像节点构造、受力体系，安装公差等都没有现行规范可循，为了解决超规范的设计和施工问题，三鑫股份组织了专家进行论证，从深化设计到施工方案，每一个环节都经过了专家的论证。再根据专家论证的意见，调整和修订方案。

　　结构安全和玻璃自爆问题是大家最关注的焦点之一。在专家论证会上，三鑫股份根据国家体育馆的设计特点和使用特点提出了怎样解决玻璃受力和自爆等两个问题，并提出了两套解决方案。第一套方案：在斜立面幕墙的外墙面使用夹胶玻璃，内墙面使用单片玻璃。这样外墙面的玻璃自爆后由于是夹胶玻璃不会掉落，而内墙面玻璃自爆后也会附着在外墙面上，不会掉落。第二套方案：所有的玻璃全部采用半钢化夹胶玻璃，这样玻璃不会自爆，即使受到意外冲击也只会产生裂纹，不会掉落伤人。

　　专家对这两个方案进行了论证，虽然第二套方案全部采用半钢化夹胶玻璃既可降低造价又可以解决玻璃自爆问题。但根据国家相关规定，半钢化夹胶玻璃不属于安全玻璃，而在幕墙施工中，按照国家相关规定必须使用安全玻璃。出现这个问题后，专家建议采用第一种方案，因为使用半钢化夹胶玻璃要修改相关的行政法规，程序很多，而第一种方案也可以满足这一要求。这样施工方案基本通过了，但造价却提高了。

　　复杂的结构受力体系，这也是国家体育馆幕墙施工的第三个特点。玻璃肋作为横向受力构件、不锈钢吊杆作为竖向受力构件、∏型钢承担系统自重的新型受力体系。在这个新型的受力体系中，每一个杆件的受力情况、玻璃肋的受力情况、节点的受力情况等，都较此前的受力体系有所不同。而且施工中使用的玻璃板材的重量很大，轻的单片要有300多公斤，重的有500多公斤，单片受风面积达8平方米，这也对结构受力体系提出了很高的要求。

　　为了准确的计算这个新型受力体系的受力状况，三鑫股份特意从国外购买了一套ANSYS计算软件，在使用ANSYS软件计算后，三鑫股份又通过国内软件进行了复核，然后对两组数值进行对比、分析、修正计算结构。“鉴于结构的特殊性，我们还在检测中心进行了1:1的模拟受力试验，主要包括风压、气密、受力、防水等性能，以验证理论计算的准确性。”

　　施工中创造新工艺
　　国家体育馆的斜立面幕墙施工是施工中最大的难点。由于幕墙与地面成约80度的斜角，加上大型横向玻璃肋，使得施工中的材料吊装、施工人员的施工等较直立面幕墙施工有更大的难度。尤其是在这个工程中，钢结构很特殊，在屋顶的钢结构上根本没有施工设备的固定点，“材料都没有办法运输，就更不用说进行施工安装玻璃板材了。”

　　在国家体育馆幕墙施工开始前，三鑫股份曾邀请北京地区的一些钢结构专家和其他幕墙施工企业的技术人员为施工出谋划策，但没有想出解决办法。最后三鑫股份调用了总公司的技术力量经过现场的多次勘查、试验，确定了在钢结构屋顶上焊接固定点，在固定点固定吊篮，供工人施工使用的方案。由于玻璃板材的体积大、加上骨架重量有的达到了1吨，所以在施工时除了要在室内有工人负责稳定在吊装过程中的玻璃板材外，在室外同样要有工人同时进行施工。由于幕墙是倾斜的，所以室外的脚手架是斜面形式的，在脚手架的底层它的宽度达到了6米，随着高度的升高脚手架的面积逐渐缩小，最终形成了一个斜面。这样斜立面的幕墙就被吊篮和脚手架形成的两个成平行斜面的施工平面夹在了中间，施工吊篮可以循着轨道上下移动，室外的工人也可以在脚手架上自由移动位置，这样施工的人员调配问题就解决了。

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