苏州中心大鸟型采光顶幕墙设计概述

　　由玻璃和格栅构成，玻璃与格栅采用不锈钢球铰夹具固定(图4、图5)，由于屋面体型复杂，屋面中央位置利用建筑玻璃屋面的高程优势采用有组织排水形式，在屋面上设置不锈钢挡堰。屋面玻璃采用多种彩釉处理，部分采用彩色胶片，玻璃基本配置为10mm半钢化玻璃+2.28PVB+10mm半钢化玻璃。格栅和铝板表面氟碳喷涂（词条“氟碳喷涂”由行业大百科提供）处理，多种颜色。收边铝单板采用 3mm，表面氟碳喷涂处理; 铝型材（词条“铝型材”由行业大百科提供）及铝板表面处理(室外)：最少厚度不小于40微米的最少三涂两烤的氟碳喷涂，氟含量大于70%，钢结构表面氟碳喷涂处理。满足屋面系统的防水及防腐等耐久性要求。

图5 格栅三维图

　　2. 大鸟形屋面幕墙面材体系分布图(图6、图7)

　　不同的颜色代表不同幕墙材料分布大鸟形屋面幕墙面材分布图。

图6 系统分布图

图7

　　三、大鸟形屋面系统重点难点

　　1、BIM系统在本工程中的应用

　　整个大鸟屋面面积共35710m2,由10190块不同规格的板块构成。其中玻璃屋面面积22561 m2、板块6554块，铝百叶13149 m2、板块3636块。由于大鸟屋面是异型屋面体系，每个板块所处标高位置均不相同，造成每个板块四点均不在同一平面体系内，且每个板块尺寸均不相同。为确保项目独特的建筑造型和建筑设计理念的完美实现，针对大鸟形屋面幕墙结构体系运用BIM技术进行建模成型分析。

　　建筑信息模型化(Building Information Modeling，BIM)，是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目中设计、建造、管理、运营等各种相关信息的工程数据模型，是对该工程项目相关信息的详尽表达。利用BIM技术对大鸟屋面三维模型进行玻璃板块数据链分析;并进行数据统计，结合钢结构受力变形计算分析结果;为实体模型修正提供理论依据。

　　由于屋面是双曲面，板块四个角点不共面，若以三点确定平面的方法对屋面板块进行拟合，可以分析出每个板块角点偏离原理论位置的尺寸，即阶差。该阶差的极值及分布比例对屋面系统节点方案的选择具有重要指导意义。

　　根据统计数据结合钢结构受力变形计算分析结果;在保证建筑外形的基础上，使更多比例弧线玻璃板块运用玻璃冷弯技术实现平板化圆滑过渡(图8)。

图8 模型成型过程

　　应用BIM技术建模，可以对玻璃板块特性分析，按相邻板块阶差分为0-10，10-20，20-40，40-60，60以上五个等级进行板块统计。

　　由于板块材质的不同，其节点构造及对阶差的吸收能力也不同，因此分别对玻璃及百叶进行阶差分析，可以很清晰直观的看出不同区域的阶差分布，并研究节点在不同区域的构造形式。根据现场对施工完成并已处于静态稳定状态的大鸟钢结构进行测量放线所得关键控制点数据链，对大鸟屋面模型进行最终BIM建筑模型修正。并运用BIM技术对幕墙板块进行深化设计下料和全部加工图设计(图9)。

图9 BIM数据表

　　对于复杂形体建筑，同一系统板块数量较大且各不相同时，利用常规CAD（词条“CAD”由行业大百科提供）放样的方式非常慢且容易出错，效率非常低;而利用BIM建模的方式，对于相似的同一系统板块,基于BIM的自动生成，可以大大减少设计师的重复劳动，又可以将不同的数据利用参数并从模型导出，玻璃面板（词条“玻璃面板”由行业大百科提供）及型材（词条“型材”由行业大百科提供）框都可以，不仅仅大大提高工作效率，又避免重复操作中的失误导致的损失。

　　2、大鸟形屋面系统结构体系的选择

　　通过运用BIM技术对建筑模型的系统分析和对大鸟屋面的BIM建筑模型进行修模设计，对于大鸟形屋面幕墙构造系统有三种形式可选择，热弯单曲弧线玻璃体系、平面玻璃构造体系、冷弯单曲弧线玻璃体系。

　　第一种：热弯单曲弧线玻璃体系

　　该种玻璃幕墙结构体系需要玻璃热弯，玻璃附框和铝合金型材（词条“铝合金型材”由行业大百科提供）也需要弯弧处理(图10)。热弯单曲弧线玻璃体系，其中热弯玻璃加工简图(如图3.2.2)。大鸟形屋面玻璃板块总共为6554块，而每一块玻璃的半径都有所差异，经过BIM模型导出的数据表(图11)示意。

图10 热弯玻璃节点

图11 热弯玻璃加工图

图12 数据表

　　第二种：平面玻璃构造体系

　　平面玻璃构造体系就是用平板玻璃来实现，拟合建筑的外立面轮廓，我司采用三点定位法来拟合建筑的体 型，拟合后的建筑体型有阶差效果，(图13)。阶差分析(图14)示，分别标定板块1、板块2的角点A、B、C、D、E、F为研究点，以一个板块三个点为基准点确定该拟合平面与实际曲面的位置关系，其中该平面第四点C'(F')与实际平面该角点C(F)之间的距离即为阶差值; 通过大鸟屋面幕墙的BIM模型分析。

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