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摘要T3 航站楼占地面积约19.5 万平方米，总建筑面积45.1万平方米。整体外型自由曲面组成，其中包括多种幕墙体系。在此对主楼过渡区与檐口部位的光滑曲面铝板幕墙节点设计进行详细分析,找出曲面铝板幕墙系统设计所需要考虑的关键因素。
关键词：深圳机场T3航站楼；建筑幕墙；曲面铝板
Abstract: Shenzhen airport terminal 3 covers an area of about 195000 square meters, with a total construction area of 451000 square meters. Overall appearance free curved surface composition, including a variety of curtain wall system. In the transition zone of the main building with cornice parts of the smooth surfaces aluminum plate curtain wall node design detailed analysis, find out curved surface aluminum plate curtain wall system design of the key factors to consider.
Key words:Shenzhen Airport Terminal 3; Building curtain wall;Curved SurfaceAluminum Plate
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
工程概况
T3 航站楼占地面积约19.5 万平方米，总建筑面积45.1万平方米，南北长约1128m，东西宽约640m，为一飞鱼外形。航站楼大厅屋顶为自由曲面，指廊屋顶大部分为规则筒壳，在筒壳的局部区域存在5个凹陷区及5个全景窗，形成具有自由曲面的筒壳外形。屋顶展开面积约23 万平方米，其中大厅部分东西长约640m，南北宽约324m，主指廊部分长747m，宽36m，次指廊部分长342m，宽36m。最大跨度为主楼与指廊交接处，为108m。主要外观形式体现为蜂巢外形。宽广的屋面区域建模基于魔鬼鱼（蝠鲼）的外形，仿生学的设计凸显了建筑的流线与动感。航站楼启用后，深圳机场总客运能力预计将达到6000万人次/年。
檐口系统概述
在现代建筑中，建筑师的对建筑外型的追求也越来越有个性，希望建筑造型可以是独一无二或者甚至成为一个地标性的建筑。深圳机场T3 航站楼就是这样的建筑，整个外形均为自由体型。由于此建筑体型为自由曲面，故在建筑模型基础建立的时候通过Rhinoceros软件的Rhino Script参数化设计功能“拼贴”至光滑的自由曲面而成。现在对航站楼幕墙最大的异型光滑铝板区的设计进行分析，以及找出此类建筑幕墙的相同点，根据分析进行节点设计。
由于檐口光滑铝板区相对于主体钢构而言，位于收边区域。而在收边区域的主体钢构布置极为凌乱无序，而此部分铝板分格与主体钢结构桁架间并无规律性的对应关系。
檐口系统节点分析
在生成檐口外表皮曲面板模型之后，首先要考虑光滑区铝板的分格对幕墙节点设计的影响。而铝板的分格受板材规格尺寸及成本造价控制的限制，故在设计的第一步先考虑将铝板按1000x2250mm这个尺寸进行分格，在平面视图中，铝板纵向分格为辐射状直线投影，实际分格尺寸根据所在曲面的形状的不同而改变。
由于铝板的长边远远大于短边尺寸，横向设计为长边，纵向设计为短边。为了施工安装方便，以及节省成本考虑，铝板的固定仅考虑两边（长边）支承体系。其中固定边采用￠50x3（材质：6061-T6）铝管通过铝角码固定，铝管通长设计。铝管所在位置的面层也通过Rhinoceros软件生成。由于此面层与铝板面层之间的垂直间距是恒定的，故可用Rhinoceros软件中铝板面层的曲面偏移（Offset）后生成。此铝管的固定通过其底部的一对环状铝抱箍对扣，然后用不锈钢螺栓固定。在设计过程中，考虑主体钢结构与及幕墙结构的施工安装误差会影响到异型板的安装定位，故在幕墙结构的每个设计环节均考虑通过角码优化使板块可三向调节。
为了固定￠50x3的铝管，通过结构计算，在其下部横向每隔750mm沿纵向设置一道￠102x5钢管结构，通过铝角码及铝抱箍在此钢管与铝管之间连接。由于此两者结构面层之间的垂直间距亦保持恒定值，故此钢管面层也用Rhinoceros软件中的曲面偏移（Offset）命令生成，参考面层取铝板面层。
考虑到主体结构安全的因素，结构设计仅允许幕墙结构支座反力直接传递到主体钢构球或其节点上。同时由于檐口部位主体钢构布置无序，与外层幕墙之间无法形成有规律的对应关系，故在纵向￠102x5钢管结构与主体钢结构之间必须布置一层结构转换层。此结构转换层还另外承担了在此面层上布置防水钢板的任务。
为了在纵向￠102x5钢管结构与主体钢结构之间形成有效连接，在幕墙设计中考虑此两者间的转换层必须与主体钢结构节点对应。由于主体钢构节点横向间距较大，经过结构计算，此转换层结构设计为单榀纵向三角桁架。桁架定位的生成也用Rhinoceros软件中的曲面偏移（Offset）命令生成，参考面层取铝板面层。然后在此面层上生成与纵向￠102x5钢管结构相对应的点，通过点的连接生成三角桁架，根据曲面所在的位置的不同，桁架尺寸也不一样。
根据结构计算，此转换层由纵向￠140x5钢管及横向￠140x5/159x8钢管组成。
桁架与桁架之间通过横向钢管结构连接，考虑到结构的稳定性与材料的热胀冷缩，在每三榀桁架与横向钢管交接位置焊接，此三榀桁架组成一个钢构单元。在单元与单元之间通过钢套芯连接，使其在横向方向可自由移动。
为方便现场施工调节安装误差，在每榀桁架与横向钢管交接位置均设置有转接件，此转接件插入横向钢管中，然后转接件再与桁架连接。
桁架在工厂组装完成后，直接在现场吊装与主体钢构节点焊接起來。而此桁架与￠102x5钢管之间则通过可调节的带螺纹旋转的钢支座与铝抱箍组合件固定。此节点设计的初衷是因为此转换层亦承担了防水的任务，故在施工安装完成此结构层后，先将防水层施工完成，再安装其它外层结构与铝板。
结语
经过以上分析，可以看出深圳机场T3航站楼的曲面幕墙包含了两层面板（其中一层为曲面铝板，另一层为防水钢板），三层结构（其中一层为铝管，另两层为钢管）。无论设置几层支撑板块的结构，均应切实考虑现场实际施工情况与成本因素。影响设置支撑板块结构层数的因素包括铝板的分格、主体结构的节点位置、材料长度、结构计算、生产成本、板块与结构施工误差调节等。
在各层结构面层之间，为了迁就自由曲面体型，循环使用了圆管结构，在各层结构结构之间，亦循环使用了环状抱箍节点设计。各种不同型号的转接角码亦将固定孔位设计为长圆孔。通过以上的设计，充分考虑了板块与结构的三向调节需求。虽然异型曲面造型千差万别，但在幕墙设计中要善于发现面板与结构之间的规律，根据各工程的实际情况再进行深入的分析，在施工安装上多考虑实施的便利性，然后再进行节点的深化设计。
参考文献：
[1] JGJ 102-2003 玻璃幕墙工程技术规范，2003
[2] JGJ 133-2001 金属与石材幕墙工程技术规范，2001
[3] GB 50009-2001 建筑结构荷载规范，2002
[4] GB 50017-2003钢结构设计规范，2003
[5] GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范，2002
[6] JGJ 81-2002 建筑钢结构焊接技术规程，2002
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：深圳机场T3航站楼；建筑幕墙；曲面铝板
Abstract: Shenzhen airport terminal 3 covers an area of about 195000 square meters, with a total construction area of 451000 square meters. Overall appearance free curved surface composition, including a variety of curtain wall system. In the transition zone of the main building with cornice parts of the smooth surfaces aluminum plate curtain wall node design detailed analysis, find out curved surface aluminum plate curtain wall system design of the key factors to consider.
Key words:Shenzhen Airport Terminal 3; Building curtain wall;Curved SurfaceAluminum Plate
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
工程概况
T3 航站楼占地面积约19.5 万平方米，总建筑面积45.1万平方米，南北长约1128m，东西宽约640m，为一飞鱼外形。航站楼大厅屋顶为自由曲面，指廊屋顶大部分为规则筒壳，在筒壳的局部区域存在5个凹陷区及5个全景窗，形成具有自由曲面的筒壳外形。屋顶展开面积约23 万平方米，其中大厅部分东西长约640m，南北宽约324m，主指廊部分长747m，宽36m，次指廊部分长342m，宽36m。最大跨度为主楼与指廊交接处，为108m。主要外观形式体现为蜂巢外形。宽广的屋面区域建模基于魔鬼鱼（蝠鲼）的外形，仿生学的设计凸显了建筑的流线与动感。航站楼启用后，深圳机场总客运能力预计将达到6000万人次/年。
檐口系统概述
在现代建筑中，建筑师的对建筑外型的追求也越来越有个性，希望建筑造型可以是独一无二或者甚至成为一个地标性的建筑。深圳机场T3 航站楼就是这样的建筑，整个外形均为自由体型。由于此建筑体型为自由曲面，故在建筑模型基础建立的时候通过Rhinoceros软件的Rhino Script参数化设计功能“拼贴”至光滑的自由曲面而成。现在对航站楼幕墙最大的异型光滑铝板区的设计进行分析，以及找出此类建筑幕墙的相同点，根据分析进行节点设计。
由于檐口光滑铝板区相对于主体钢构而言，位于收边区域。而在收边区域的主体钢构布置极为凌乱无序，而此部分铝板分格与主体钢结构桁架间并无规律性的对应关系。
檐口系统节点分析
在生成檐口外表皮曲面板模型之后，首先要考虑光滑区铝板的分格对幕墙节点设计的影响。而铝板的分格受板材规格尺寸及成本造价控制的限制，故在设计的第一步先考虑将铝板按1000x2250mm这个尺寸进行分格，在平面视图中，铝板纵向分格为辐射状直线投影，实际分格尺寸根据所在曲面的形状的不同而改变。
由于铝板的长边远远大于短边尺寸，横向设计为长边，纵向设计为短边。为了施工安装方便，以及节省成本考虑，铝板的固定仅考虑两边（长边）支承体系。其中固定边采用￠50x3（材质：6061-T6）铝管通过铝角码固定，铝管通长设计。铝管所在位置的面层也通过Rhinoceros软件生成。由于此面层与铝板面层之间的垂直间距是恒定的，故可用Rhinoceros软件中铝板面层的曲面偏移（Offset）后生成。此铝管的固定通过其底部的一对环状铝抱箍对扣，然后用不锈钢螺栓固定。在设计过程中，考虑主体钢结构与及幕墙结构的施工安装误差会影响到异型板的安装定位，故在幕墙结构的每个设计环节均考虑通过角码优化使板块可三向调节。
为了固定￠50x3的铝管，通过结构计算，在其下部横向每隔750mm沿纵向设置一道￠102x5钢管结构，通过铝角码及铝抱箍在此钢管与铝管之间连接。由于此两者结构面层之间的垂直间距亦保持恒定值，故此钢管面层也用Rhinoceros软件中的曲面偏移（Offset）命令生成，参考面层取铝板面层。
考虑到主体结构安全的因素，结构设计仅允许幕墙结构支座反力直接传递到主体钢构球或其节点上。同时由于檐口部位主体钢构布置无序，与外层幕墙之间无法形成有规律的对应关系，故在纵向￠102x5钢管结构与主体钢结构之间必须布置一层结构转换层。此结构转换层还另外承担了在此面层上布置防水钢板的任务。
为了在纵向￠102x5钢管结构与主体钢结构之间形成有效连接，在幕墙设计中考虑此两者间的转换层必须与主体钢结构节点对应。由于主体钢构节点横向间距较大，经过结构计算，此转换层结构设计为单榀纵向三角桁架。桁架定位的生成也用Rhinoceros软件中的曲面偏移（Offset）命令生成，参考面层取铝板面层。然后在此面层上生成与纵向￠102x5钢管结构相对应的点，通过点的连接生成三角桁架，根据曲面所在的位置的不同，桁架尺寸也不一样。
根据结构计算，此转换层由纵向￠140x5钢管及横向￠140x5/159x8钢管组成。
桁架与桁架之间通过横向钢管结构连接，考虑到结构的稳定性与材料的热胀冷缩，在每三榀桁架与横向钢管交接位置焊接，此三榀桁架组成一个钢构单元。在单元与单元之间通过钢套芯连接，使其在横向方向可自由移动。
为方便现场施工调节安装误差，在每榀桁架与横向钢管交接位置均设置有转接件，此转接件插入横向钢管中，然后转接件再与桁架连接。
桁架在工厂组装完成后，直接在现场吊装与主体钢构节点焊接起來。而此桁架与￠102x5钢管之间则通过可调节的带螺纹旋转的钢支座与铝抱箍组合件固定。此节点设计的初衷是因为此转换层亦承担了防水的任务，故在施工安装完成此结构层后，先将防水层施工完成，再安装其它外层结构与铝板。
结语
经过以上分析，可以看出深圳机场T3航站楼的曲面幕墙包含了两层面板（其中一层为曲面铝板，另一层为防水钢板），三层结构（其中一层为铝管，另两层为钢管）。无论设置几层支撑板块的结构，均应切实考虑现场实际施工情况与成本因素。影响设置支撑板块结构层数的因素包括铝板的分格、主体结构的节点位置、材料长度、结构计算、生产成本、板块与结构施工误差调节等。
在各层结构面层之间，为了迁就自由曲面体型，循环使用了圆管结构，在各层结构结构之间，亦循环使用了环状抱箍节点设计。各种不同型号的转接角码亦将固定孔位设计为长圆孔。通过以上的设计，充分考虑了板块与结构的三向调节需求。虽然异型曲面造型千差万别，但在幕墙设计中要善于发现面板与结构之间的规律，根据各工程的实际情况再进行深入的分析，在施工安装上多考虑实施的便利性，然后再进行节点的深化设计。
参考文献：
[1] JGJ 102-2003 玻璃幕墙工程技术规范，2003
[2] JGJ 133-2001 金属与石材幕墙工程技术规范，2001
[3] GB 50009-2001 建筑结构荷载规范，2002
[4] GB 50017-2003钢结构设计规范，2003
[5] GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范，2002
[6] JGJ 81-2002 建筑钢结构焊接技术规程，2002
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。