作者：武漢凌云建筑裝飾工程有限公司   朱其鏘、李慧韜、塵彤

【摘  要】：本文主要解析了南京金鷹世界幕墻工程相關設計及施工內容，并著重介紹了傾斜板塊和異形板塊在深化過程中完美運用參數化EXCEL思維、T5連廊吊頂板塊的設計理念、菠蘿體幕墻的設計思路等等。設計深化和施工過程中，設計人員與施工團隊協同合作，不但給業主單位提交了一份完美的答卷，同時也為我司在南京市場拓寬了道路，達到了最理想的目的。

【關鍵詞】：異形板塊生成料單、吊頂板塊、菠蘿體幕墻

　　一、幕墻工程概況

　　1.1、項目概況

　　金鷹世界項目坐落于南京市建鄴區云錦路與所街交叉口，總建筑高度：T1#建筑高度368m，地上共76層；T2#建筑高度328m，地上共68層；T3#建筑高度300m，地上共60層。建筑幕墻面積17萬平方米。是全球最高非對稱三塔連體建筑，該建筑位于南京市中產階級宜居成熟商圈的河西，是由高檔酒店、高檔辦公、高端餐廳、高端商務會所及頂級商業購物組成的商業購物綜合體。

　　南京金鷹世界項目（塔樓）于2017年7月17日中標，合同額為2.4億，合同工期500日歷天（實際開工安裝時間為2018年4月）。2019年獲得 “亞太區商業地標”稱號。

　　1.2、主要幕墻形式

　　T1# T2# T3#塔樓為橫隱豎明單元式玻璃幕墻；

　　T5#連廊立面三角形明框玻璃幕墻；

　　T5#連廊吊頂為開敞式裝配菱形裝飾線條鋁板幕墻；

　　菠蘿體幕墻進出有序波浪型開放式玻璃幕墻；

總體建筑概覽—三體式塔樓 

三體式空中連廊（完工效果）

　　二、主要系統設計及施工重難點分析和總結

　　本工程設計重難點很多，本文主要對傾斜板塊和異形板塊在深化設計過程中運用參數化EXCEL導出料單、T5連廊吊頂板塊的設計、菠蘿體幕墻的設計思路進行介紹和總結。

　　2.1、塔樓斜面單元體和異形單元體---K字形彰顯建筑的靈動

　　根據本項目特點和幕墻結構計算，塔樓單元板塊系統采用閉口型材，在斜面幕墻位置設計帶角度的異形型材，斜面幕墻分為內傾角和外傾角兩種斜幕墻形式。

　　1）前期型材開模確定設計思路

　　為了實現板塊安裝后直面板塊和斜板塊實現視覺效果上完美融合，在標準板塊的基礎上，調整橫龍骨斷面，由90°直角調整為88°斜角斷面。對于掛鉤位置的定位，根據傾斜角度模擬放樣，開設豎型材上的固定孔位斜孔，通過設置上下橫插接角度控制斜幕墻角度。同時在折角處上下板塊的拼接位置，處理外裝飾線條端部多余材料。

內傾角和外傾角交接系統大樣圖

　　2）參數化方式批量完成板塊料單

　　由于三個塔樓外圍立面下部內傾、上部外傾，且角度、層高不一，導致轉角處異形板塊有三千余種，常規方法處理組件圖零件圖深化工作量巨大，而我們通過局部建模分析尺寸變化規律后，找到各零部件間的邏輯關系，采用參數化設計簡化工作內容。

　?、偻ㄟ^對傾斜幕墻部位平、立面圖研究區分板塊大的類型，如帶線條與不帶線條、正角度與負角度，得出不同種類的板塊，并對角部板塊分格尺寸采用參數表達；

　?、谠诎鍓K編號圖上對立面每個不同板塊做圖塊區分，通過點擊圖塊可以清楚看到單個板塊的規格，對于角部結構變化及時提示，在后期施工過程中對此位置進行重點放線、復核，及時反饋放線數據，以便及時對板塊尺寸進行相關調整，避免出現后期的因結構誤差引起不必要的材料生產、安裝的麻煩；

　?、弁ㄟ^分析邏輯關系做參數化EXCEL表格，將板塊橫、豎龍骨及面材等加工尺寸進行邏輯參數化處理；參數化EXCEL表格自動生成零件圖尺寸充分利用了數學中三角函數的理論，從88°斜角開始起始定位，利用三角函數思想計算出各標準零件在傾斜角度下的長度尺寸。

　?、芡ㄟ^輸入表格中的角度和上分格尺寸，直接得出該板塊全部零件尺寸，再導入板塊組件圖中。

　?、葑罱K采用EXCEL參數化表格快速完成異形板塊的深化。通過參數、模型的雙重檢驗校準，簡化重復性、系統性工作流程，將EXCEL參數化生成的尺寸輸入SolidWorks通過模型預裝配，進行碰撞模擬。

　　對每一種梯形板塊，斜板塊使用上述方法不但提高了工作效率，也成功避免了人為錯誤。直到2020年工程完工結束，我們深化設計的板塊材料料單無一錯誤。

參數化表格   

采用SolidWorks進行裝配干涉檢驗

　　2.2、T5空中平臺吊頂---本工程難度NO.1

項目交付后泛光照片

　　空中平臺吊頂采用三角形鋁板作為基礎元素，運用拼花工藝理念，組成水晶體菱形造型，幕墻構造設計與超高懸空施工結合的開敞式裝配鋁板幕墻。

　　1）換位思考，由大化小

　　為解決主體鋼結構承載力與招標設計方案差距大的問題，我們從幕墻構造鋼材入手，延續招標圖的思路，保持大菱形構造框架，通過建模計算進行鋼材斷面模擬，開始嘗試改變大菱形構造框架，由大菱形調整為小菱形，將1個整體拆分為16個小菱形，同時帶來了固定支點缺失的新情況，陷入了死胡同。

　　主體鋼結構梁是標準的縱橫框架結構，主梁間距9.5m左右，次梁間距3.1m左右，如果將主體結構立起來，就是一個標準層高為3.1m的臨邊立面，那我們是不是可以摒棄先做幕墻構造再做幕墻的思路，按常規的框架幕墻思路設置橫豎龍骨，安裝面材呢？分析大菱形構造，除了將1個大菱形拆分為16個小菱形，還能不能有別的拆分方式？例如拆分成標準的矩形。

矩形拆分思路（紅色線劃分）

　　有了新思路，我們就重新開始建模計算，設計一個縱向3.25m橫向3.1m的單元體，套用框架幕墻計算模型初算，計算結果完全可以不需要做構造結構。接下來就需要展開設計，把菱形造型全部拆分成4.67*3.25m矩形塊作為“面材”，線條全部設計為外裝飾構件，直接與鋁板鉚接，將構造結構取消，直接設計縱橫龍骨系統。

　　2)吊頂板塊發射施工

　　通過上述一系列理論分析，解決了主體結構承受幕墻重力荷載的問題，接下來，要將理論分析落實到實處，需要考慮如何設計縱橫龍骨系統、面材，來實現高空施工的可能。

　　繼續分析建筑形體，吊頂的完成標高在190m，主體結構完成的最低標高在190.65m，大部分在191.3m，算下來幕墻完成面與結構之間有至少1m的空間。那么，這1m的空間我們可以利用嗎，如果我在這1m的空間內設置施工平臺，采用建筑內側安裝的思路完成吊頂施工，是否是一種可行、經濟的施工措施。圍繞這一思路，我們考慮幕墻形式由框架形式調整為小單元形式，對面材進行胎架設計以實現內側安裝的可能，對龍骨進行框架設計，同時兼顧導軌、導索系統和馬道平臺的需求，以實現施工平臺和通道運輸的可能。

　　最終我們設計出一套以16#工字鋼為龍骨，以C140*50*20*4型鋼為胎架的鋁板單元系統，單個板塊重不超過450Kg，整體重量控制在85噸左右，通過對主體結構做局部加強后能保證建筑結構的安全。

　　將施工方案進行分解：吊掛轉接系統、吊頂板塊系統。施工的整體步驟：根據主體結構設置主龍骨——鋪設馬道——建立吊運索軌——板塊發射安裝——搭設收口位置吊架完成主龍骨補缺——移動索軌進行收口板塊安裝。

　　同時分析總包的施工步驟，總包在地面完成43-44層結構組裝時，我們組織施工完成16#工字鋼與43層結構焊接工作，讓龍骨隨著主體結構同步提升，避免懸空。

充分利用結構鋼梁劃分分格  

單元化分格 

類單元板塊零件 

龍骨與43層結構的焊接施工  

鋪設開拆卸輕鋼馬道

設置吊運索軌和安全導軌 

安裝三維動畫模擬  

板塊發射中

板塊安裝中

　　從最后的完工效果來看，也印證了我們的整體設計思路和設計方向是正確的。設計同業主、施工方一道保證了工程的順利實施，填補了我司在超高空、超重量吊頂的設計、施工作業方案方面的空白，也大大提高了施工團隊的作業經驗和能力。

　　2.3、空中連廊菠蘿體---最具視覺沖擊感

　　菠蘿體幕墻工程位于南京金鷹世界T5空中平臺44~49F室內，整體絕對高度29m，其整體設計采用空間鋼結構+面板材料分項施工；面板材料采用6+1.14PVB+6鋼化超白夾膠幻彩玻璃，開敞式縫隙設計；空間面施工難度大，鋼結構施工及玻璃完成面施工難度系數非常大。

菠蘿圖片  

完工照片1（從內拍攝）酷似菠蘿

　　1）菠蘿體幕墻鋼結構設計：

　　菠蘿體幕墻鋼結構位于三座塔樓之間的44-48層空中連廊中庭部位，標高從204.1m至232m，因外形酷似菠蘿表面而得名。菠蘿體面板幻彩玻璃全部為異形，一共約1200塊玻璃， 菠蘿體共有球節點325 個，鼓節點有312 個

　　菠蘿體的結構體系為空間網格結構，主要由外立面的平面網格結構和內部的錐體結構組成，造型及傳力均極為復雜。

　　通過將外立面的網格結構作為主受力構件，內部的錐體結構作為附屬結構，并且將錐體與外立面網格結構之間采用球節點和鼓節點進行連接，大大簡化了節點構造，不僅方便了現場施工，而且提升了幕墻可視結構的美觀性。

菠蘿體網格結構圖示 

菠蘿體結構轉劃分片狀區域圖示

　　菠蘿體幕墻位于空中連廊內部中庭位置，由于施工場地沒有塔吊和吊車，克服現場不利條件，安全高效的完成鋼結構安裝對整個項目尤為關鍵。

菠蘿體鋼結構鼓與球連接的片狀結構

　　通過一系列的方案討論，最終決定在47層樓層間的兩塊場地同時拼裝，兩臺卷揚機抬吊，配合多套5噸、若干2噸的手拉葫蘆、轉向滑輪等進行吊裝作業，高空轉接到達預定安裝位置的吊裝方案完成了施工安裝。

吊裝方案示意

　　總之，菠蘿體的實現采用了EPC鋼結構設計施工一體化的理念。通過BIM軟件建模分析，優化了傳力體系，采用了鼓節點和球節點相結合的多頭桿件連接方式；通過BIM軟件提取參數來輔助制作、安裝過程中的定位、調校、返尺加工，最終完美實現建筑效果。

　　2）菠蘿體幕墻面材的設計

　　菠蘿體幕墻，前期的方案設計中參考了菠蘿的外形，每個小單元體之間的位置順序、以及棱角的明暗變化等，確定了基本的設計思路，確保幕墻實現的可行性。

　　玻璃面材的選用，考慮到幕墻的安全性，采用6+1.14PVB+6鋼化夾膠彩釉玻璃，增加了安全系數；考慮到美觀性，炫彩玻璃的選用充分考慮達到類似菠蘿的視覺效果；設計過程中，充分考慮玻璃、轉接鋼件的加工、安裝實現的難度系數，保障施工順利有序進行。

　　準確把握每個單元體空間位置，通過現場結構返尺，建立準確的犀牛模型，也為后續料單輸出提供標準依據，實現幕墻效果的同時，降低了材料浪費的風險。

陽角節點圖（U型槽通長優化成間斷形式） 

陰角節點圖

　　在滿足結構計算和幕墻效果的基礎上，節省了轉接鋼材的用量，提高了材料的使用效益。優化設計和安裝工藝、有效減少加工、施工成本及安裝周期。

　　通過BIM建模對比分析，實現了菠蘿體鋼結構的受力合理和視覺美觀。一項建筑形象的完美呈現，展現的是設計師對美學的追求。

　　三、結語 

　　南京金鷹世界是武漢凌云建筑裝飾工程有限公司在南京承接的又一地標性建筑物，本項目幕墻工程設計和施工的難度系數高，點多面廣，體量大，異形幕墻復雜且無規律性，通過精心策劃和組織，最終向業主提交了一份滿意的答卷。本項目的設計和施工過程充分體現出了凌云人“中國鐵軍”精神和“說了算，定了干，不干則已，要干爭一流”的工作作風。

（文章版權歸作者所有）

本文刊發在《幕墻設計》雜志2021年第二期

如需該文章原文PDF，請發送“0506+您的郵箱”到“幕墻世界Weekly”公眾號

原文PDF，閱讀更清晰（文件大?。?M）