建筑玻璃帷幕技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用,產(chǎn)生于多元化的建筑思潮以及技術(shù)高度發(fā)展的支持。從廣義上來說,多種形式的玻璃產(chǎn)品用之于建筑,是基于建筑還內(nèi)部空間于大自然的理念,是一種返祖現(xiàn)象。從狹義上來說,由于現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)無論在形式上、材料上、工藝上、色彩上的配搭,都可以是多重性的,建筑師通過表現(xiàn)結(jié)構(gòu)來體現(xiàn)建筑的藝術(shù)美、工藝美;從技術(shù)上來說,人們可以通過選擇玻璃的通透(清玻)、有選擇性的通透(鍍膜)、透光不透像(彩色或
絲印),或通過使用
窗簾獲得有限保護的建筑空間(室內(nèi)空間)。這些正是二十一世紀建筑文化的重要特征,它具備了真正意義的物質(zhì)文明與精神文明,古代、現(xiàn)代、后現(xiàn)代主義及多元主義建筑文化的廣泛兼收并蓄,也達到了要求現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)對建筑設(shè)計、技術(shù)發(fā)展、經(jīng)濟發(fā)展、傳統(tǒng)文化、地域氣候的廣泛適應(yīng),更使得新世紀建筑風(fēng)格對大自然、社會、人類的最大程度的開放。
點式玻璃帷幕技術(shù)正是這種建筑歷史時期產(chǎn)生并迅速得到應(yīng)用的。
多種學(xué)科交匯的技術(shù)
無論建筑師怎樣妙想天開,靈感所至 ,大筆一揮,方案落地,但種種方案還是由結(jié)構(gòu)工程師來實現(xiàn)。以前,單一的
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑可以由某一施工單位單獨完成,但現(xiàn)在的工藝技術(shù)、材料技術(shù)、施工技術(shù)的發(fā)展,遠非一、二個學(xué)科或某個行業(yè)的人員可以掌握。為此,跨學(xué)科、邊緣學(xué)科的結(jié)合是現(xiàn)代
建筑技術(shù)必不可少的過程。點式玻璃帷幕技術(shù)就是這種多學(xué)科交叉的重要產(chǎn)物。
1.建筑學(xué)
從歷史上來看,材料技術(shù)的革命為建筑學(xué)帶來越來越多的創(chuàng)意,也帶來無窮無盡的高要求。從現(xiàn)代主義到后現(xiàn)代主義,再到解構(gòu)主義建筑理論,甚至所謂混沌理論,無不例外地要求材料革命,而每次材料革命又給建筑學(xué)添上更多的新創(chuàng)作語匯。從建筑色彩學(xué)來看,透過玻璃的顏色或本色看室內(nèi)的顏色,從亮到暗或從暗到亮,建筑師可根據(jù)層次深淺布局,色彩的冷暖安排,晝夜光源方向的異同,獲得自己想得到的建筑光學(xué)色彩效果。從建筑美學(xué)來看,隨著人們對建筑美的認識和把握,從不同角度推進了建筑的創(chuàng)造和發(fā)展。良好的環(huán)境能激發(fā)人的美感,良好的環(huán)境亦能給人們認同感、親切感、指認感、文化性和適應(yīng)性等不同的心理感受。隨著后現(xiàn)代工業(yè)時代的結(jié)束,信息、生物、科技、太空技術(shù)的到來,更使建筑師對建筑物增加了聯(lián)想,其中很重要的一點,在于把工業(yè)化的機械
加工精度用在建筑工程上,這為即將來臨的建筑行業(yè)工廠化、產(chǎn)業(yè)化、機械化、信息化作了最充分的準備。
建筑學(xué)正需要這種無限放縱的點式連接技術(shù),它并不僅是玻璃帷幕的專利,更是在整個建筑中盡情地體現(xiàn)。工業(yè)革命年代,
鋼結(jié)構(gòu)的
鉚接就是點連接技術(shù)的最佳體現(xiàn)。今天的整體房拼裝技術(shù),也是隱性點連接技術(shù)的擴展。隨著建筑師的理念越來越高,這種擴展將滲透到建筑界的各個領(lǐng)域。
材料技術(shù)的進步可以刺激建筑創(chuàng)作藝術(shù)中的異端精神,往往可以把這種異端不合理的設(shè)計,通過使用
新材料后變?yōu)楹侠砘2捎酶碌氖┕し椒,可以實現(xiàn)這種異端構(gòu)想。從建筑學(xué)角度,解構(gòu)主義的松散、無序、錯位、奇險、偶然等均可在材料科學(xué)進步中,得到良好的營養(yǎng),滲透到建筑文化中去,出現(xiàn)百花齊放、巧奪天工的偉大奇跡。
2.結(jié)構(gòu)技術(shù)
根據(jù)建筑師對帷幕設(shè)計靈活多變的要求,在點式玻璃帷幕
結(jié)構(gòu)設(shè)計中,常常需要選擇不同的結(jié)構(gòu)外形,以滿足建筑造型的要求。這時,幕墻鋼架既作為支撐結(jié)構(gòu),又具有裝飾功能,因此充分地掌握不同結(jié)構(gòu)形式的特點(力學(xué)、美學(xué)等)是必要的。
點式玻璃帷幕技術(shù)經(jīng)常使用輕質(zhì)高
強度鋼結(jié)構(gòu),并把結(jié)構(gòu)暴露出來,或干脆把結(jié)構(gòu)放到室外去。通過透明的玻璃,使建筑物的室內(nèi)外空間融為一體。在建筑工程中運用鋼結(jié)構(gòu)的歷史已很久(如巴黎的埃菲爾鐵塔等),但在我國運用到玻璃帷幕則較晚,鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)的選用,常因建筑造型、美觀、氣候等因素的不同而異,如Q235鋼因其經(jīng)濟、適應(yīng)性廣而最多地被人們采用;Q345鋼則因高強度、耐候、耐
腐蝕能力強,在高寒、耐腐蝕要求高的地區(qū)被采用。
不銹鋼則因其本質(zhì)上有不可比擬的優(yōu)勢,而得到廣大建筑師的青睞;結(jié)構(gòu)鋼索也因使用輕巧,連接形式美觀,開始被運用于點式玻璃帷幕及
采光頂中。但物理
力學(xué)性能常因選材、加工形式的不同而異,設(shè)計時通常需根據(jù)供貨商來確定具體的設(shè)計參數(shù)。
根據(jù)所選材質(zhì)、
截面的不同,點式玻璃帷幕的結(jié)構(gòu)形式可分為鋼管結(jié)構(gòu)、
拉桿結(jié)構(gòu)、
拉索結(jié)構(gòu)以及
混合結(jié)構(gòu)等。鋼管結(jié)構(gòu)根據(jù)組合形式的不同,又可分為工形截面鋼架、格構(gòu)式鋼架、柱式鋼
桁架、魚腹式鋼架、空腹弓形鋼架、
預(yù)應(yīng)力拉桿弓形鋼架等。
在許多的點式帷幕工程中,由于
主體結(jié)構(gòu)常會有較大的空間位移,加之帷幕結(jié)構(gòu)又往往不承擔主體結(jié)構(gòu)的各種荷截,因此,幕墻鋼結(jié)構(gòu)一般需要與主體結(jié)構(gòu)脫開而自成體系,設(shè)計能承受屋蓋各方位動態(tài)位移的
節(jié)點,就成為實現(xiàn)帷幕力學(xué)模型的關(guān)鍵,這里提供幾個不同的節(jié)點設(shè)計供讀者參考:
近幾年來,我國成功地新建了一批鋼結(jié)構(gòu)點式玻璃帷幕工程,施工過程中解決了諸多傳統(tǒng)玻璃帷幕技術(shù)無法解決的難題,實現(xiàn)了建筑、結(jié)構(gòu)高度完美的統(tǒng)一,我們有理由相信,鋼結(jié)構(gòu)在點式玻璃工程中將會扮演愈來愈重要的角色。
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