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在建筑的世界里,安全与美感就像一对“欢喜冤家”,总难两全。要坚固,就得“钢筋铁骨”,可这样一来,视野和通透感将大打折扣。为此,中原高铁港数字展贸城项目成功应用了一项创新幕墙技术——鱼腹式自平衡幕墙系统。该系统通过精密的结构力学设计,将316不锈钢拉杆网络与铰接节点完美结合,实现了结构安全与视觉通透的绝佳平衡。
揭秘“鱼腹”:不是鱼,胜似鱼的力学之美
“鱼腹式”,顾名思义,它的结构就像鱼肚子一样,中间饱满,两端收窄,形成一道优美而坚固的弧形。这可不是为了好看,而是深藏玄机的力学智慧!
该系统主要由活动铰支座、精致钢立柱与横梁、不锈钢拉杆、全锥形张紧器、水平撑杆及大面玻璃等部件组成。其主结构采用截面规格为250×130×16mm的精致钢立柱和250×130×8mm的精致钢横梁,通过38mm精致钢构件与50mm插销在铰支座处相连,形成稳固而灵活的“建筑关节”,共同构成鱼腹形态的黄金比例网格。在此基础上,引入直径50mm的316不锈钢拉杆矩阵,配合全锥形张紧器构成动态应力传递网络,并通过20mm厚水平撑杆建立三维稳定体系,成为整个幕墙的“神经网络”,它们互相牵制,彼此平衡,共同撑起一片“无柱”天空。最后,幕墙面层采用双夹胶中空Low-E玻璃,单块尺寸达6146mm×1896mm,重近一吨,不仅保障了安全性,还带来超赞的采光和视野,让展厅内空间明亮又通透。
四部“神操作”:高空“绣花”般的精准施工
建造这样一个“空中奇迹”,施工过程更是步步惊心,堪比空中“绣花”。
第一步:打好“地基”。采用“预埋短柱一体化”工艺,将铰支座埋板与地下室顶板通过混凝土短柱牢固连接,形成一个坚不可摧的整体受力体系。
第二步:搭建“骨架”。25吨汽车吊依次将竖向钢立柱和横向钢横梁吊装,工人们像搭积木一样,用螺栓和销轴将它们精准连接,特别是那个“即插即用”的销轴连接,让安装过程既高效又精准。
第三步:编织“肌肉”。工人们采用独创的“三段式张拉法”:自下而上,像编织一张巨大的渔网,逐级安装拉杆部件。他们严格控制每根拉杆的间距,误差不能超过5毫米!最后,四套液压油缸同步施力,用专用扳手拧紧拉杆,确保预紧力不低于138KPa,让整个“肌肉网络”充满力量。
第四步:披上“外衣”。运用25吨吊车与5吨吸盘车协同作业,在26米高空上演“人机配合”精准安装大片。每块玻璃被稳稳吸起,毫米不差地安装到位,定位误差不超过3毫米!
能“呼吸”会“思考”的未来幕墙
这套“鱼腹式”自平衡幕墙系统,不仅颜值爆表,更是实力超群。它在铰支座处预留3公分的变形余量,赋予幕墙强大的应力化解性能。当地震或是台风等自然灾害来临时,它就像太极高手一样,巧妙地化解和吸收巨大的冲击力,守护建筑安全。而其无立柱设计营造出270度全景视野和高达85%的透光率,极其适合展馆类建筑对空间开放感和光线通透性的要求。更酷的是,项目团队将通过模块化设计,让它像乐高一样拆装和重构,再通过BIM运维系统实现实时监测拉杆应力,构建一个会“思考”、更智慧、更安全的幕墙防护体系。
从一根拉杆的精密张拉,到一整面幕墙的动态平衡,中原高铁港数字展贸城项目的这片融合现代力学设计、精密制造与智能建造技术的“鱼腹”,不仅撑起了一片无柱的通透天空,更撑起了中国建筑技术创新的骄傲与自信。(张玮琦 王晓芸)