全球首個網架結構幕牆是如何實現的?

由扎哈建築事務所設計的澳門地標摩珀斯酒店耗資11億美金(摺合人民幣65億)，最終呈現再一次驚豔了世界。整個建築擁有自由形態外骨骼在周圍的建築羣中脱穎而出。

整個項目難度最高且最具視覺衝擊的無疑是其向內彎曲的空中廊橋，從遠處看去整個外形幾乎以違反無力常識的角度扭曲實現難度可見一斑。

1、項目概況

整個項目高154.8 m，共43 層，幕牆面積約4.5萬㎡。整個外形以鋁板包覆的漸變受力網架骨骼在外玻璃幕牆在內結合而成樓體中間以流暢的曲面

過渡出三個不規則的空洞。

其外骨骼 網狀鋼結構包圍着混凝土核心，整個形體十分獨特，材料上運用了五種不同 玻璃面板以及 雙曲鋁板 來強化視覺效果同時也減少了建築內部所需的結構物。

項目的設計靈感來源於中國傳統玉雕流暢的曲線，建築如風的形態也決定了其建造的難度。根據統計，項目一共用了約 28000噸鋼材量，相當於4個埃菲爾鐵塔的用量。同時 48000平方米的玻璃足以裱12萬幅《蒙娜麗莎的微笑》，70500平方米鋼筋混凝土堆疊在一起更是超過了約28個奧運會標準泳池。

2、幕牆設計特點

*項目的漸變網架骨骼位於建築最外層，玻璃幕牆則在網架骨骼內。

*層間與可視區採取了 分離安裝模式 ，做成不同的單元板塊。層間板塊與結構四點支撐， 可視板塊可以從室內安裝，卡入兩個層間板塊之間，建立在下一層的層間板塊上。

*鋼結構牛腿處的層間單元板塊，被設計成切分的半個板塊，直接在工地現場組合、固定、密封， 並進行可靠的防水處理 。

*轉角的小半徑彎弧板塊，需要嚴格控制好面板的精度，以確保不出現任何波紋， 同時也要控制拉彎型材和加工組裝的精度，以確保其性能。

*中心位置，全部是 異形單元板塊 ，其中存在許多扭轉的單元板塊， 其所有面板需要做成扭轉彎曲的，型材框都是不共面的直線拼接。

3、大面單元幕牆技術分析

該工程結構網架在幕牆之外，主體鋼結構距離幕牆玻璃面僅 400mm 。單元體不能整體安裝需要把單元體在高度方向上拆解為可視部位和層間部位兩塊單元， 先安裝層間板塊，後安裝可視板塊 ，如圖1所示。

△圖1 單元安裝流程示意

層間單元板塊設計

該設計採用 四個掛點 ，確保其結構穩定可行。上橫樑與普通橫滑式單元幕牆一致，下橫樑設計兩道完整的密封線，如圖2所示。

△圖2 層間剖面

針對層間單元體標準位上節點，其設計特點是：可視板塊落在層間板塊上，注意左右限位，限位方式為立柱壁卡入橫樑上預設的缺口， 左右預留2mm活動範圍，可視板塊能夠繞着支撐點活動 ，如圖3所示。

　△圖3 層間標準位上節點

針對層間單元體標準位下節點，其設計特點是： 可視板塊的安裝在不需要安裝L碼的位置切除一段略大於L碼件的缺口 ，即圖中藍色標註部位;L碼塞入並滑移到所需要的位置(兩端+中間)，兩端L碼起結構支撐，中間L碼為了防止密封片翹曲; 卡入帶膠條的通長密封片，密封片之間打密封膠，形成連續的密封帶 。如圖4所示。

△圖4 層間標準位下節點

層間板塊設計中， 牛腿處的板塊方案尤其重要 。因為結構牛腿的預先存在，該板塊只能拆分成橫樑現場對接單元，且單元體與牛腿之間的防水現場安裝，注意確保可視板塊立柱位置有掛件，避免橫樑承受集中力，如圖5所示。

△圖5 牛腿處節點及三維示意圖

可視單元體板塊設計

可視板塊下端坐立在層間板塊上，上端卡入層間板塊，自身無掛接點。因為室外有結構網架，所以只能室內更換玻璃，如圖6所示。

　△圖6 可視板塊節點及三維示意圖

該設計需要注意幾個重點：

*板塊通過卡槽左右限位;

*對於垂直於幕牆的扣板，一定需要機械防脱，避免颱風下扣板脱落。

4、不規則單元系統技術解析

本項目中的不規則單元體，沒有一塊是相同的，故每一塊單元體都要放樣。為此，我們設計中運用了BIM模型來提高正確率和效率，如圖7所示。

　△圖7 BIM模型圖及安裝示意圖

由於該項目角度太多，需要大量開模，為了減少開模數量，我們 採取區域分段開模的方式：

§ 層間立柱和可視區立柱的夾角範圍為161°~180°的區域，每3°開一套系列模具;

§ 橫樑與室內地面的夾角範圍為82°~105°的區域，採用同一系列模具，在最小角度82°的位置，保證至少1°的向外傾斜以保證排水的有限性;

§ 橫樑與室內地面的夾角範圍為67°~82°及105°~110°的區域，如圖8所示。每3°開一套系列模具，以保證橫樑之間的平穩過渡及其性能。

△圖8 橫樑極限上傾和下傾角度圖

5、框架系統技術解析

該框架系統，是以外骨骼網架為基礎的鋼框架龍骨小單元系統，最大跨度為寬 8m×高12m ，如圖9所示，其中淺藍色為可視板塊，深藍色為後面有結構板塊。

　△圖9 框架三維圖

鋼架的佈置與優化是該系統的重點 。以橫向龍骨為主受力龍骨，豎龍骨為次受力龍骨，在外層骨骼網架上伸出支撐點，把分格寬度縮減到8m×4.7m。對於細節部分， 小單元45°拼接角的斷水設計是本工程必不可少的一個強制性措施 ，框架的設計理念如圖10~13所示。

△圖10 鋼架佈置圖(1/4 區域)

△圖11 高跨大樣圖

△圖12 鋼框架單元體系統

△圖13 三位示意圖