國家體育館
在國家奧林匹克公園的三個(gè)“國”字頭場(chǎng)館中，它是唯一一座擁有
玻璃幕墻的建筑，而且它的外墻面全部采用了這種形式，這使得國家體育館的幕墻施工面積達(dá)到了27000平方米。同時(shí)，國家體育館的建筑結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)要求又不同于常規(guī)建筑，在這些因素的綜合作用下，國家體育館的幕墻施工成為了一個(gè)難題，在方案階段，幾乎沒有人有把握把它做好。
“難度大、難點(diǎn)多”。是概括國家體育館玻璃幕墻施工的特點(diǎn)。
三種幕墻結(jié)構(gòu)形式
國家體育館的外墻不同于一般建筑，在通常情況下大多數(shù)的建筑外墻是垂直于地面的，但國家體育館的外墻除了豎直墻面之外它還存在與地面成斜角室內(nèi)外無結(jié)婚支撐的幾十米高的墻面，這要靠幕墻結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的，因此在幕墻的結(jié)構(gòu)上，國家體育館工程也需要?jiǎng)?chuàng)新。
三鑫股份在經(jīng)過一系列的設(shè)計(jì)、專家論證、測(cè)試之后，最終為實(shí)現(xiàn)國家體育館的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了三種幕墻結(jié)構(gòu)形式：點(diǎn)爪式幕墻、
不銹鋼吊桿框架式斜立面幕墻，不銹鋼吊桿框架式直立面幕墻。
施工的三大特點(diǎn)
按照設(shè)計(jì)師的設(shè)想，國家體育館建成后應(yīng)該是一座極為通透的建筑，因此在幕墻設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師大膽采用了許多前所未有的做法，這些做法也使得施工難度大大增加。
玻璃肋作為橫向受力構(gòu)件。“這是一個(gè)很新穎的設(shè)計(jì)，不但在國內(nèi)沒有過，即使在世界上也是罕見的。”玻璃在幕墻施工中一般不用作受力構(gòu)件，因?yàn)椴ＡУ捻g性差，
強(qiáng)度離散性大，抗風(fēng)性能和水平受力性能以及對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)能力都比較差，受力構(gòu)件一般選
金屬材料，如
鋁材等。但隨著科學(xué)的發(fā)展、幕墻設(shè)計(jì)水平及
鋼化玻璃加工技術(shù)的逐漸成熟，鋼化玻璃的性能也大為提高，在此次國家體育館的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師大膽選用了玻璃肋作為橫向大跨度受力構(gòu)件。
采用大面積
玻璃面板。在國家體育館施工中，為了滿足設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)要求，三鑫股份選用了大面積的玻璃面板作為幕墻施工材料，單片玻璃的面板主要有兩個(gè)規(guī)格：2M×4M、2.3M×4M，這在以前的玻璃幕墻施工中是很少見的，張桂先把這稱作“超常規(guī)的使用”、“有挑戰(zhàn)性的施工”。使用這樣大面積的玻璃面板，使得幕墻施工中，像節(jié)點(diǎn)構(gòu)造、受力體系，安裝公差等都沒有現(xiàn)行規(guī)范可循，為了解決超規(guī)范的設(shè)計(jì)和施工問題，三鑫股份組織了專家進(jìn)行論證，從深化設(shè)計(jì)到施工方案，每一個(gè)環(huán)節(jié)都經(jīng)過了專家的論證。再根據(jù)專家論證的意見，調(diào)整和修訂方案。
結(jié)構(gòu)安全和玻璃自爆問題是大家最關(guān)注的焦點(diǎn)之一。在專家論證會(huì)上，三鑫股份根據(jù)國家體育館的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和使用特點(diǎn)提出了怎樣解決玻璃受力和自爆等兩個(gè)問題，并提出了兩套解決方案。第一套方案：在斜立面幕墻的外墻面使用
夾膠玻璃，內(nèi)墻面使用單片玻璃。這樣外墻面的玻璃自爆后由于是夾膠玻璃不會(huì)掉落，而內(nèi)墻面玻璃自爆后也會(huì)附著在外墻面上，不會(huì)掉落。第二套方案：所有的玻璃全部采用半
鋼化夾膠玻璃，這樣玻璃不會(huì)自爆，即使受到意外沖擊也只會(huì)產(chǎn)生裂紋，不會(huì)掉落傷人。
專家對(duì)這兩個(gè)方案進(jìn)行了論證，雖然第二套方案全部采用半鋼化夾膠玻璃既可降低造價(jià)又可以解決玻璃自爆問題。但根據(jù)國家相關(guān)規(guī)定，半鋼化夾膠玻璃不屬于
安全玻璃，而在幕墻施工中，按照國家相關(guān)規(guī)定必須使用安全玻璃。出現(xiàn)這個(gè)問題后，專家建議采用第一種方案，因?yàn)槭褂冒脘摶瘖A膠玻璃要修改相關(guān)的行政法規(guī)，程序很多，而第一種方案也可以滿足這一要求。 這樣施工方案基本通過了，但造價(jià)卻提高了。
復(fù)雜的結(jié)構(gòu)受力體系，這也是國家體育館幕墻施工的第三個(gè)特點(diǎn)。玻璃肋作為橫向受力構(gòu)件、不銹鋼吊桿作為豎向受力構(gòu)件、∏型鋼承擔(dān)系統(tǒng)自重的新型受力體系。在這個(gè)新型的受力體系中，每一個(gè)桿件的受力情況、玻璃肋的受力情況、節(jié)點(diǎn)的受力情況等，都較此前的受力體系有所不同。而且施工中使用的玻璃
板材的重量很大，輕的單片要有300多公斤，重的有500多公斤，單片受風(fēng)面積達(dá)8平方米，這也對(duì)結(jié)構(gòu)受力體系提出了很高的要求。
為了準(zhǔn)確的計(jì)算這個(gè)新型受力體系的受力狀況，三鑫股份特意從國外購買了一套ANSYS計(jì)算軟件，在使用ANSYS軟件計(jì)算后，三鑫股份又通過國內(nèi)軟件進(jìn)行了復(fù)核，然后對(duì)兩組數(shù)值進(jìn)行對(duì)比、分析、修正計(jì)算結(jié)構(gòu)。“鑒于結(jié)構(gòu)的特殊性，我們還在檢測(cè)中心進(jìn)行了1:1的模擬受力試驗(yàn)，主要包括風(fēng)壓、氣密、受力、防水等性能，以驗(yàn)證理論計(jì)算的準(zhǔn)確性。”
施工中創(chuàng)造新工藝
國家體育館的斜立面幕墻施工是施工中最大的難點(diǎn)。由于幕墻與地面成約80度的斜角，加上大型橫向玻璃肋，使得施工中的材料吊裝、施工人員的施工等較直立面幕墻施工有更大的難度。尤其是在這個(gè)工程中，
鋼結(jié)構(gòu)很特殊，在屋頂?shù)匿摻Y(jié)構(gòu)上根本沒有施工設(shè)備的固定點(diǎn)，“材料都沒有辦法運(yùn)輸，就更不用說進(jìn)行施工安裝
玻璃板材了。”
在國家體育館幕墻施工開始前，三鑫股份曾邀請(qǐng)北京地區(qū)的一些鋼結(jié)構(gòu)專家和
其他幕墻施工企業(yè)的技術(shù)人員為施工出謀劃策，但沒有想出解決辦法。最后三鑫股份調(diào)用了總公司的技術(shù)力量經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)的多次勘查、試驗(yàn)，確定了在鋼結(jié)構(gòu)屋頂上焊接固定點(diǎn)，在固定點(diǎn)固定吊籃，供工人施工使用的方案。由于玻璃板材的體積大、加上骨架重量有的達(dá)到了1噸，所以在施工時(shí)除了要在室內(nèi)有工人負(fù)責(zé)穩(wěn)定在吊裝過程中的玻璃板材外，在室外同樣要有工人同時(shí)進(jìn)行施工。由于幕墻是傾斜的，所以室外的腳手架是斜面形式的，在腳手架的底層它的寬度達(dá)到了6米，隨著高度的升高腳手架的面積逐漸縮小，最終形成了一個(gè)斜面。這樣斜立面的幕墻就被吊籃和腳手架形成的兩個(gè)成平行斜面的施工平面夾在了中間，施工吊籃可以循著軌道上下移動(dòng)，室外的工人也可以在腳手架上自由移動(dòng)位置，這樣施工的人員調(diào)配問題就解決了。
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