【摘要】本文對港珠澳大橋澳門口岸管理的幕墻技術(shù)進(jìn)行分析，闡述了強(qiáng)臺(tái)風(fēng)壓地區(qū)金屬幕墻的設(shè)計(jì)構(gòu)造、原理;還闡述了BIM技術(shù)在本工程中的應(yīng)用，為同類型的幕墻工程的應(yīng)用提供參考。

　　【關(guān)鍵詞】強(qiáng)臺(tái)風(fēng);開縫鋁板幕墻;BIM技術(shù);屋頂飄帶遮陽棚

　　《港口裝卸》(雙月刊)創(chuàng)辦于1979年11月。2000年前，由武漢交通科技大學(xué)主辦、交通部主管;現(xiàn)在由武漢理工大學(xué)和中國工程機(jī)械學(xué)會(huì)港口機(jī)械分會(huì)主辦、教育部主管。

　　1.概述

　　港珠澳大橋澳門口岸管理區(qū)項(xiàng)目是舉世矚目的粵港澳三地跨境銜接工程-港珠澳大橋項(xiàng)目的重要配套工程。項(xiàng)目位于珠海拱北南側(cè)的珠澳口案人工島上，四面環(huán)水，與澳門半島隔水相望，因?yàn)楣ぷ鞯脑颍P者非常榮幸參與了本項(xiàng)目的幕墻技術(shù)工作。因?yàn)樗拿利愶L(fēng)采，因?yàn)樗莫?dú)一無二，雖時(shí)過一載，仍值得筆者用文字記錄它的點(diǎn)點(diǎn)滴滴。

　　澳門口岸管理區(qū)建筑面積超過60萬m2，主要包括一棟6層樓高的旅檢大樓、出入境車庫，以及市政外圍配套設(shè)施，建筑幕墻最大高度：46.476m，幕墻類型主要有玻璃幕墻、鋁板幕墻、鋁合金百葉、格柵玻璃等。本文重點(diǎn)闡述旅檢大樓工程中使用的鋁板幕墻、開縫鋁板幕墻及屋頂鋁板遮陽蓬等系統(tǒng)。

　　2.建筑立面鋁板幕墻的介紹

　　根據(jù)本工程建筑設(shè)計(jì)及構(gòu)造的要求，外飾面板有鏤空雕花鋁板、實(shí)心鋁板兩種，均采用開縫式系統(tǒng)的做法。所謂“開縫式鋁板幕墻系統(tǒng)”，是指在鋁板板塊的接縫處采用不打膠的工藝，通過開縫讓鋁板背后的空氣層能夠順暢的流通，可以起到良好的絕熱及吸聲效果，且在空氣層流通的過程中可以將冷凝水揮發(fā)掉。由于接縫處采用不打膠的工藝，減少了鋁板的表面污染，使鋁板表面保持長期清潔。常規(guī)采用打膠做法的鋁板幕墻，如果鋁板安裝或精度不足導(dǎo)致縫隙大小不一，可以采用打假膠縫的做法進(jìn)行彌補(bǔ)，而不打膠的開縫鋁板幕墻只有通過提高安裝精度或設(shè)置更多的可調(diào)節(jié)構(gòu)件來彌補(bǔ)，本工程中，我們在構(gòu)造設(shè)計(jì)上考慮鋁板可三維調(diào)節(jié)性，確保鋁板安裝精度高。幕墻構(gòu)造節(jié)點(diǎn)做法如圖3所示。

　　本系統(tǒng)構(gòu)造特點(diǎn)如下：

　　2.1 因工程地處海島，工程環(huán)境復(fù)雜，大級別臺(tái)風(fēng)頻發(fā)，且海邊腐蝕性特別強(qiáng)，在設(shè)計(jì)中要重點(diǎn)考慮幕墻安全性、耐久性、美觀性，因此在幕墻系統(tǒng)選材上留有一定的富余量，確保幕墻系統(tǒng)能抵抗十七級臺(tái)風(fēng)，且幕墻構(gòu)件盡量選用鋁合金型材，確保構(gòu)件的耐久性。

　　2.2 因立面效果的要求，鋁板分格為2000mmx2000mm，鋁板規(guī)格較大，海島風(fēng)壓大，局部位置風(fēng)荷載達(dá)到5.5kPa，經(jīng)計(jì)算后實(shí)心鋁板采用4.0mm，具有中葡特色的鏤空雕花藝鋁板采用6.0mm鋁板，材質(zhì)均為30003-H24。鋁板采用四涂三烤的表面處理方式，具有很好的抗腐蝕性能，局部立面圖片如圖4所示。

　　2.3 鋁板面板與附框組合做成小單元板塊的形式，板塊的豎直方向通過掛接方式進(jìn)行固定，橫向通過鋁板附框之間的插接固定，采用這種方法使鋁板的四邊都有固定，且鋁板單元可以自由伸縮變形，提高了鋁板幕墻的抗風(fēng)壓能力的同時(shí)又避免了鋁板出現(xiàn)“鼓肚子”的情況的發(fā)生，如圖5所示。

　　2.4 在橫剖方向，板塊進(jìn)出位的調(diào)節(jié)通過M10不銹鋼螺栓與鋁合金“U”底座之間的移動(dòng)調(diào)節(jié);在縱剖方向，通過“L”型底座與不銹鋼螺栓端部鋁合金鋸齒墊塊之間咬合移動(dòng)調(diào)節(jié)。

　　2.5 為了使用鋁板的加強(qiáng)及安裝更有保證，鋁板與鋁肋及掛件之間均采用直徑6mm不銹鋼沉頭航空鉚釘進(jìn)行機(jī)械固定，并根據(jù)計(jì)算確定鉚釘?shù)拈g隔及大小。其加工工藝流程為：鋁板表面開沉頭孔→航空鉚釘固定→表面打磨→表面噴涂，噴涂完成后，鋁板的外立面效果良好。

　　2.6 因鋁板系統(tǒng)為開縫式，如鋁板通過螺釘直接固定在鋼龍骨上，螺釘處容易耐腐，為避免這種情況的發(fā)生，采用在鋼龍骨內(nèi)預(yù)埋鋼錨固套件的加工工藝，鋼錨固套件由圓鋼板與預(yù)攻螺紋鋼柱組成，其工藝流程為：鋼龍骨工藝孔加工→鋼錨固套件預(yù)埋焊接→鋼錨固套件臨時(shí)封口→鋼龍骨熱鍍鋅。待鋼龍骨安裝后，鋁合金底座用帶不銹鋼螺釘與螺紋鋼柱進(jìn)行固定，有效地避免了因螺釘直接固定在鋼龍骨上而出現(xiàn)腐蝕，鋼錨固套件預(yù)埋如圖6所示：

　　3.開縫鋁板及其連接的結(jié)構(gòu)計(jì)算介紹

　　本工程的荷載計(jì)算遵循國標(biāo)荷載規(guī)范的同時(shí)，還要遵循澳門特別行政區(qū)第29/2001號行政法規(guī)《建筑鋼結(jié)構(gòu)規(guī)章(REAE)》、澳門特別行政區(qū)第29/2001號行政法規(guī)《建筑鋼結(jié)構(gòu)規(guī)章(REAE)》。旅檢樓建筑高度為32.0m，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Wk=4.113kpa，結(jié)構(gòu)計(jì)算過程中，分別對鋁板幕墻的主次龍骨、鋁板面板、鋁板加強(qiáng)肋、鋁合金U型底座、鋁合金掛件、M10不銹鋼螺栓組、直徑6mm不銹鋼航空鉚釘?shù)染M(jìn)行驗(yàn)算。由于版幅所限，下面僅選取鏤空雕花鋁板的計(jì)算進(jìn)行介紹。

　　鏤空鋁板規(guī)格為2000x2000mm，面板厚度t=6mm，金屬面板型號3003-H24，f1=100Mpa。荷載根據(jù)澳門政府法令第56/96/M號：《屋宇結(jié)構(gòu)及橋梁結(jié)構(gòu)之安全及荷載規(guī)章》進(jìn)行荷載計(jì)算：陣風(fēng)風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)值：Vkh=46(Hz/10)0.12 +19 ，Vkh =71.856m.s-1 風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值：Wkh = Vkh2/1632 ，得出：Wkh=3.164kPa，而風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Wk= Wkh(Cpe+Cpi)，建筑物外墻之外風(fēng)壓系數(shù)Cpe及內(nèi)風(fēng)壓系數(shù)Cpi可通過查表可得分別為：1.0，0.75。代入公式可得：Wk=5.537kPa。分析得出：利用澳門荷載規(guī)范計(jì)算出來的風(fēng)壓比根據(jù)國標(biāo)荷載規(guī)范約大30%。

　　根據(jù)規(guī)范《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》 JGJ 102-2003，計(jì)算出幕墻平面分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值：qEK =0.134KN.m-2，荷載組合有：Comby1=1.5 Wk+ 1.3×0.5×qEK ， 得出：comby1=8.392 kPa，Combwy=1.0 Wk，得出：Combwy=5.537 kPa，將相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入ANSYE之workbench軟件中，進(jìn)行面板的分析。荷載設(shè)計(jì)值作用下面板的最大應(yīng)力如圖7。