中央电视台新大楼幕墙工程技术特点简介概要

中央电视台新大楼幕墙工程技术特点简介

作者：魏东海日期：2009-12-28 11:45:17

文章概括：本文主要介绍了中央电视台新址项目-CCTV主楼“薄型”单元玻璃幕墙工程技术特点，较为完整地分析了该项目幕墙工程的技术难点、关键环节，提出了可供借鉴的解决方案。

“全球十大最强悍工程”

－中央电视台新大楼幕墙工程技术特点

[提要]：本文主要介绍了中央电视台新址项目-CCTV主楼“薄型”单元玻璃幕墙工程技术特点，较为完整地分析了该项目幕墙工程的技术难点、关键环节，提出了可供借鉴的解决方案。[关键词]：“薄型”单元玻璃幕墙、可开启排烟单元挂板、十字伸缩缝、抗爆炸

1 工程简介：

项目名称：中央电视台新址项目-CCTV主楼

项目建设地点：北京市东三环路的中央商务区内

建设单位：中央电视台新址建设工程业主委员会

建筑设计单位：荷兰大都会建筑事务所(OMA) 上海华东建筑设计研究院

幕墙设计及施工单位：北京江河幕墙股份有限公司

建筑面积：49.49万平方米

建筑高度：234米

玻璃幕墙面积：110000 m2

幕墙类型：“薄型”单元玻璃幕墙及“菱型”槽式钢格构

2 工程特点

中央电视台新台址项目是由CCTV主楼、电视文化中心（TVCC）以及服务楼三个建筑物组成，其中CCTV主楼最高234米，52层，主楼的两座塔楼双向内倾斜6度，在161米以上由“L”型悬臂结构联为一体。（如图1，图2所示）

图1 CCTV主楼立面效果图

CCTV主楼立面“薄型”单元玻璃幕墙系统是基于每个“菱型”槽式钢格构单元的整合并形成坚固的独立单元，悬挂于斜撑构架的“菱型”槽式钢格构，幕墙结构的总体位移被累积在每个“菱型钢格构”的边缘，建筑外表采用强烈的不规则几何图案和L型悬臂结构，使整个大楼给人以强劲的震撼效果。（如图3所示）

图2 主楼幕墙施工现场（西南方向）

图3 立面强烈的不规则几何图案

CCTV主楼立面“薄型”单元玻璃幕墙选用全部半钢化中空夹胶彩釉网点低辐射形式玻璃，双银LOW-E在第4面，彩釉网点在第2面，其规格为8+2.28+8（外片）+16A+8+2.28+6（内片），中空间隔条采用了进口奥玛特黑色不锈钢材料。“薄型”单元玻璃幕墙最大玻璃分格尺寸高度为4.25米，宽度为1.5米，最大单元板块尺寸为高5.5米，宽1.5米，板块最大重量约为800KG。（如图4所示）

图4 立面幕墙玻璃外视效果

3 幕墙的构造设计

CCTV主楼立面幕墙结构设计难点主要解决“薄型”单元玻璃幕墙变位容差（抗震）设计、抗爆炸设计、超大型可开启排烟单元挂板等技术问题。其中幕墙结构受力、变位以及力的传递形式是关键，热工性能和抗冷凝水设计、幕墙结构密封性能，是能否保证大楼正常功能使用的技术难点。

整个立面“薄型”单元玻璃幕墙系统设计主要经历了以下关键过程：

3.1 主体结构蝶形板处预埋连接件及支撑幕墙的“菱型”槽式钢格构设计，连接埋件要承担爆炸冲击波产生的荷载、风荷载、幕墙自重的荷载。（如图５所示）

图5 主体结构蝶形板预埋钢件设计

3.2 立面“薄型”单元玻璃幕墙系统设计（如图6，图7所示）

CCTV主楼立面“薄型”单元玻璃幕墙系统是一个厚度仅仅只有113.56mm的单元结构系统，其中玻璃厚度尺寸为50.56mm，铝合金玻璃结构通过“猪鼻子”螺栓组件与200mm*150mm 的竖向H型钢结构相连接，整个幕墙和钢结构的厚度尺寸为330mm。（如图8所示）

图6 玻璃幕墙单元十字接缝3D模型

图7 玻璃幕墙单元十字接缝3D模型二

图8 玻璃幕墙单元竖料节点大样

3.3 可开启排烟单元挂板设计（如图9所示）

CCTV主楼立面“薄型”单元玻璃幕墙系统中可开启排烟单元挂板尺寸非常大，最大高度有5.5米，宽度为1.5米，每扇最大重量约800KG,考虑84度面和96度面开启角度为10度。最大难点是选用足够拉力和推力大的五金配件，并且在系统结构设计上满足开启排烟单元挂板由于位移变化和安装空间问题。通过多次模拟计算分析和试验验证，成功解决了结构受力、五金配件选用等难题。

图9 可开启排烟单元挂板多次反复试验验证

3.4 十字伸缩缝系统设计（如图10所示）

CCTV主楼支撑立面“薄型”单元玻璃幕墙的“菱型”槽式钢格构，由于抗震、热伸缩等位移变形而设计十字伸缩缝系统，其材料的选用是该项工程关键技术之一，整个立面十字伸缩缝系统具有多种尺寸规格特点，需要吸收由于地震、风压、可变活荷载、温度变化以及施工预调变形等因素而产生的位移变形，并且能够满足防水密封、保温、耐高温和低温、加工制造成本低等要求。经过多次试验采用进口SANTOPRENE材料高温模压成型和焊接工艺，从而成功实现了十字伸缩缝整体组装和安装工艺要求，并可适应多种角度变化。

图10 十字伸缩缝胶条三维模型

3.5 立面幕墙维护设备系统设计（如图11所示）

CCTV主楼支撑立面“薄型”单元玻璃幕墙的清洗和玻璃的更换是这个大楼一个难点，清洗维护设备要跨越双向倾斜的“菱型”槽式钢格构，有84度和96度两种斜面，玻璃的最大更换尺寸为4250mm*1500mm，设备采用了双层吊篮结构，配以足够大的玻璃吸盘，采用10-12组导轮跨越“菱型”槽式钢格构，任何工况至少保证有4组导轮同时固定在轨道中。

图11 立面幕墙维护设备调试

4 幕墙试验验证

CCTV主楼立面“薄型”单元玻璃幕墙经历了物理性能、抗爆炸、振动台、热循环等四个大型试验模型的测试，是目前为止国内唯一一个进行过这四类试验的幕墙工程。

在一个近400平方米的测试1：1模型进行了气密、水密、抗风压和平面内变形等物理性能的测试（如图12所示）。