超大超厚外墙石材设计安装全过程

发布者: 发布时间:2018/1/31 14:19:46 阅读:次 【字体:

  只要你是石材人,无论你在哪里,请点击上面“环球石材网”关注,收获知识,携手同行,弘扬石材文化,共建繁荣石材,传播石材正能量。

  北京天润财富中心特制石材外墙设计

  来源:外墙故事 文/Abel Yang

  【摘要】本文分类介绍了应用于本项目的超大超厚、三维异形石材的连接设计,以及设计方案的生成过程。

  目录

  基 础 信 息

  建 筑 设 计 概 览

  特 制 石 材 外 墙 设 计

  小 结

  建 筑 图 赏

  基础信息

  开 发 商: 天润置地

  北京本地开发商,以开发建设高品质地产项目闻名。开发案例有:北京财源中心;二十一世纪大厦;望京东湖湾;平谷香墅湾等。

  建筑师: 戴育泽

  著名台湾新古典主义建筑师。对于石材和金属在立面上的应用,有独特的设计理念和极为严苛周到的细节要求。

  外墙顾问:迈进外墙

  该项目是迈进外墙为天润置地提供服务的第三个项目,于2013年11月获得委托,工作内容包括设计阶段、招投标阶段和建设阶段的全过程第三方设计咨询服务。截止2016年五月,本项目外墙工程全部竣工,2016年12月正式启用入驻,迈进外墙合同内的工作内容全部完成。

  外墙施工图/石材加工及供应/外墙安装:凤凰山

  基础数据

  地理位置:朝阳门南小街

  檐口高度:57.4米

  建筑面积:75150平方米

  外墙面积:30000平方米

  结构形式:框架剪力墙

  外墙产品:特制石材幕墙、特制金属单元窗、特制入口门及雨棚等。

  功能与定位:典藏写字楼

  建筑设计概览

  整座建筑包含东西塔楼,以及位于底部的基座和入口区、顶部的柱廊及其后进院落等组成。

  整个外立面的主要材料为石材,采用极具质感的切面、门头锁、菱形格、整体石柱等方式,强调其厚重、典藏、传世等设计理念。为贯彻这一理念,幕墙顾问秉承并延伸建筑师的设计构想,为本项目定制了个性化的石材工艺,大量使用了超规格、三维加工等特制石材。本文将分类展示这一设计实施的关键步骤和最终成果。

  石材为“福建霞红”,表面处理为荔枝面。

  另外,本项目中还定制了单元外窗、不锈钢喷涂入口及雨棚等特殊产品,本文不予表述。

  特制石材外墙设计

  石材基础厚度的确定

  本项目的外墙设计特点决定了其包含大量的石材转角及暴露的侧边。根据石材分格统计,3 - 7层的标准段,外墙石材四边均不暴露的情况,仅占全部石材块数的不到8%。为体现传世典藏、古朴厚重的设计意向,建筑师规定了所有侧边暴露石材的最小厚度,并要求所有转角石材不可采用拼接处理,避免拼接缝隙的出现破坏整石的感受。

  据此,迈进根据石材不同造型及所处的位置,确定了8种基础厚度,并以此为依据计算了造型石材的重量,作为设计的基础数据。下面表中第1至第3项为不同部位的平板石材,4-8项为几种最为典型的三维造型块石。

  石材的安装设计

  特殊造型的石材多体现为整石制作的效果,不再以厚度的概念来描述。但为便于统计毛石用量,仍然在前期设计中假设了各类造型所用的石板厚度。

  ①窗上下口石材造型 ②首二层造型柱

  ③门头石材造型 ④菱形石材装饰

  ⑤其它造型

  以下将分类介绍各种石材的安装方案设计。

  0、背栓选用和铝合金挂码设计

  根据不同规格和重量的石材,选用了不同规格和埋深的背栓。

  特制挂码的设计。既有形式的挂码难以适应超厚和超重的石材。迈进设计了特制的铝合金挂码,增加壁厚和轮廓尺寸,并规定了材料的强度等级和热处理状态。

  1、1~4层大面100厚石材安装方案

  1.1 石材宽度1000mm,高度880mm,重量246kg/块;石材宽度1500mm,高度880mm,重量369kg/块;背栓规格:M8X40,埋深25,背栓数量:4

  1.2 石材宽度2000mm,高度880/1000mm,重量492/559 kg/块;背栓规格:M8X40,埋深25,背栓数量:5。 下部增设角钢承托。

  2、4层以上50厚石材安装方案

  用于4层及以上紧邻窗洞口侧边的立面石材。因其由室内可观察侧边,因此 规定了其视觉厚度,并要求定厚处理、侧边仿荔枝面凿毛。

  2.1 石材宽度1000mm,高度667mm,重量 94kg/块;背栓规格:M8X38,埋深20,背栓数量:4

  2.2 石材宽度1500mm,高度667mm,重量141kg/块;背栓规格:M8X38,埋深20,背栓数量:6

  3、窗下沿造型石材安装方案

  用于室外窗台。根据造型要求,设置了凸出墙面且上部倾斜的外窗台。这一造型是立面的典型要素。因线条的四边均有暴露面,采用了整石处理且全部荔枝面。

  线条长度:1000mm/1500mm 截面轮廓:150 X 430 ;成品重量:152/230 Kg/块 ;背栓规格: M8 X 40mm,埋深25;背栓数量:4

  4、转角石材安装方案

  在外立面的大转角处,为实现转角“整石”效果,避免拼接缝隙,或者由于在转角处特殊造型的需要,需要使用转角石材进行安装。为避免过多的石材加工量,迈进在招标图中规定了“斜切”的做法。以下是两种典型的转角状况:

  实际工程中,因最终确定的石材供应商与石材安装商为同一单位,在内部协调中改进了方案,将转角石材优化为薄板折角造型,采用50mm厚度。这一做法虽有可能增加加工成本,但降低了运输和安装成本,同时降低了建筑荷载,是在实际条件下对招标设计的有效改进,因此被迈进和开发商同意实施。见下图:

  5、柱脚石材安装方案

  6、首二层造型柱身异形石材安装方案

  该品种石材体块有厚薄差异较大的两个部分。实际工况下连接件荷载分配较难分析。为避免连接件受力不均,采用了较薄处背栓,较厚处植筋的方案。

  单块重量:180Kg/块; 锚接方式:4 - M8X40背栓,用于厚度为100处;

  2 - M12X130 不锈钢螺杆植筋,用于转角加厚处(190~360)

  7、菱形窗格石材安装方案

  本建筑中共有35处菱形花窗,其中2700X2700共计26处,分布于建筑顶部,1888X1888共计9处,分布于3层外墙。为实现整体效果,迈进将凸出的菱形构造设计为整体制造,将位于角部的部分设计为四个L形石块。在设计安装构造前,仔细核算了每个单体构造的重量,以便选择适当的安装方式。最大的菱形尺寸边长1909,截面尺寸为350X400,单块重量约2.1 吨,常规安装构造无法完成。

  下图为笔者与最小的一个整体菱形石材的合影(菱形边长1340):

  考虑到安装可靠,兼顾避免镂空石材的破碎(运输及安装过程),迈进给出了预埋钢槽的设计方案。将槽钢嵌入石材线条后部,用植筋固定,并在菱形的四角伸出安装支架,直接与主体结构上的预埋件焊接。这一做法是充分评估了地震荷载导致的对固接节点的影响,和滑动节点对坠落风险的不利因素后,做出的理性选择。

  现场实作时,施工单位将位于顶部的1909整体菱形改为了四件拼接,但保留了嵌入钢槽的连接方式;位于3层的菱形花窗仍按整体制作。采用了M16X190的不锈钢螺杆植筋用于固定嵌入的钢槽,并以环氧树脂填注。

  四件拼接的做法虽然工艺难度降低,成本也较低,但外观效果与整体制作相比,缺陷明显,可以看到角部明显的拼接缝隙。好在这一部分位于建筑高处,远观并不明显。

  而整体制作的窗格则完成度显著更高。

  窗格四角的L形石材,也采用了类似的安装构造。

  8、门头锁心石安装方案

  建筑上共有8处锁芯石,其轮廓尺寸为 1032X841X550,单块重量接近1吨。其整体造型呈L形,两侧及正面向内收分,上宽下窄,除背面外,其余均为装饰面,其中正面为蘑菇面,其余为荔枝面。

  锁芯石位于各入口上方弧顶正中位置,是建筑的视觉焦点;同时由于其巨大的自重,和入口上方的特殊位置,使其在安装和长期使用中的绝对安全,成为设计的重点考虑环节。

  迈进在设计中采用了预埋钢管的方案。预埋钢管植入石材内部,并采用钢板法兰在背面,通过背栓与石材固定。在L形的下横部位,使用植筋在石材上固定槽钢。圆管、槽钢及相互形成的支架,成为安装体系,并直接与主体上的预埋件进行焊接。

  石材安装方案总结

  序号位 置石材厚度安 装 方 案

  11F~4F大面石材(0.000m~13.9m)100mm

  平板背栓铝合金挂件系统,根据石材宽度大小设置背栓数量,1.5m宽度以下

  背栓铝合金挂件系统与角钢横梁相结合,用于1.5m~2m宽的石材

  24F及以上大面石材(13.9m以上)50mm平板背栓铝合金挂件系统,根据石材宽度大小设置背栓数量

  3窗侧板30mm

  平板背栓铝合金挂件系统,根据石材宽度大小设置背栓数量

  4窗下口石材线条150mm

  平板背栓铝合金挂件系统,根据石材宽度大小设置背栓数量

  5转角造型转角石材1300~350mm

  异形背栓铝合金挂件系统,根据石材宽度大小设置背栓数量

  转角石材2背栓铝合金挂件系统,根据石材宽度大小设置背栓数量

  6首二层造型柱造型柱1-地面以上第一块石材100~200mm

  异形1、石材背后开孔

  2、孔内植入6根M12*130mm的不锈钢螺杆固定石材与钢角码

  3、钢角码直接与石材龙骨连接

  造型柱2-地面以上第三块石材100~200mm

  异形背栓铝合金挂件系统,配合使用不锈钢螺杆

  7菱形造型中间菱形350mm

  异形1、石材背后开100*150mm的U型槽口

  2、槽口内采用通长的8mm钢板折弯件与石材粘接

  3、菱形的钢件每边采用3个M16*190mm不锈钢螺杆与石材固定,螺杆与石材之间填充环氧树脂胶

  4、从菱形的四个角部伸出钢管支座直接与结构连接

  四周三角形200mm

  异形1、石材背后开100*150mmU型槽口

  2、槽口内采用通长角钢与石材粘接

  3、每边角钢采用2个M12*145mm不锈钢螺杆固定,螺杆与石材之间填充环氧树脂胶

  4、从角钢焊出钢管支座与结构连接

  8门头造型300~350mm

  异形1、石材背后开圆洞

  2、孔洞内插入4根圆钢管,环氧树脂胶粘接;伸出的钢管之间用斜撑加强

  3、钢管与石材背面交接位置焊接8mm钢板,钢板再用4个M8的不锈钢背栓固定

  4、门头石下端拐角部分的石材用M16*190不锈钢螺栓固定10#槽钢进行拉接

  小结

  1、建筑外观的特殊需求,决定了与众不同的石材外观细节;

  2、为大量异形和厚重石材,定制了非标准的安装方案;

  3、大部分的安装方案在实施中良好贯彻;个别局部因成本、场地、工艺等因素修改;

  4、采用实地考察、工厂调研等方式确认非标石材的工艺可行性;

  5、采用实样制作的方式检验试做和改进非标工艺;

  6、建筑师的明确要求,外墙顾问的创新设计,施工环节的严格把控,建设单位的坚定决心,是达成 “传世典藏” 设计预期缺一不可的重要环节。

友情链接:
联系人:梁经理 手机:18996699908 电话:023-68172039 传真:
地址:重庆市万州区申明工业园凤仙路596号
Copyright © 2009-2019 重庆市万州区全成石材厂 Inc. All rights reserved. 备案号:渝ICP备17004647号 渝公网安备 50010102000357号