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各位建筑設(shè)計(jì)師，大家好！
方案不錯，你的表皮用什么材料？這個空間不錯，支撐結(jié)構(gòu)是怎么考慮的？效果圖不錯，結(jié)構(gòu)太反人類了吧？鋼結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)玻璃體系、結(jié)構(gòu)優(yōu)化.......相信在建筑學(xué)科的“學(xué)生時代”，都聽過這些話吧！
當(dāng)熬了幾個大夜，美美的把方案和效果圖交給老師，老師直接一句結(jié)構(gòu)再考慮一下，你直接痛苦面具戴起來！
可是當(dāng)你想做一個結(jié)構(gòu)合理、材料合適、造型優(yōu)美的方案時，又不知道如何下手？沒關(guān)系，我們一起來帶著設(shè)計(jì)講結(jié)構(gòu)！
▲多米諾結(jié)構(gòu)體系-柯布西耶 來源：網(wǎng)絡(luò)
01. 炫酷的表皮，令世界驚艷玻璃幕墻發(fā)展簡史
當(dāng)我們在談?wù)摻ㄖ臅r候，到底在談?wù)撔┦裁矗?/P>
是空間、是情感，還是氛圍……這些說法對也對，說錯也錯。回歸到物理空間層面，當(dāng)你走出Starbucks，走在高樓林立的市中心，抬頭望去——永遠(yuǎn)有那么一種東西，會閃瞎你的眼！那就是玻璃，準(zhǔn)確來說是玻璃幕墻。
▲上海中心 來源：美篇-金松定博客
作為建筑的“衣裝”，外立面是建筑給予世界的第一眼驚艷，人們對建筑的感知往往從外立面開始。而幕墻作為建筑的外衣，在起到保證建筑結(jié)構(gòu)保溫隔熱、遮風(fēng)避雨的基本功能的同時，也成為表達(dá)建筑美學(xué)的重要載體。
根據(jù)鑲嵌板材質(zhì)分類，幕墻可分為：玻璃幕墻、石材幕墻、金屬板幕墻非金屬（詞條“金屬”由行業(yè)大百科提供）板(玻璃除外)幕墻其中，玻璃幕墻近年來在高層建筑上應(yīng)用廣泛。
▲城市 來源：網(wǎng)絡(luò)
玻璃幕墻最初出現(xiàn)在1851年，當(dāng)時為倫敦工業(yè)博覽會建造的水晶宮，它宣告了現(xiàn)代幕墻時代的開始。
▲倫敦水晶宮 來源：網(wǎng)絡(luò)
到了1951年，紐約利華大廈首次向人們展示了一座全新的玻璃方盒子，這座由玻璃和金屬組成的玻璃幕墻建筑，被認(rèn)為是現(xiàn)代高科技發(fā)展在建筑上的標(biāo)記，深受建筑師們的青睞。
▲紐約利華大廈 來源：網(wǎng)絡(luò)
從上世紀(jì)70年代開始，隨著亞洲經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，東南亞諸國也逐步將建筑幕墻引入到高層建筑中，著名的吉隆坡石油雙子塔，就是代表作之一。他于1996年完工，共88層、高達(dá)452米，扇貝狀的幕墻的表面充滿了雕塑氣息，玻璃幕墻閃閃發(fā)光，明顯可見星星的形狀，是當(dāng)時世界上獨(dú)一無二的巨型建筑。
▲基隆坡雙子大廈 來源：網(wǎng)絡(luò)
▲基隆坡雙子大廈 來源：作者導(dǎo)師攝
02. 紛繁多樣
幕墻的定義與分類
幕墻是通過“錨固支座”以點(diǎn)傳遞的方式，將自重和所受荷載傳給主體結(jié)構(gòu)，一般是突出于主體結(jié)構(gòu)外輪廓線以外，所形成整體性的立面。
▲玻璃幕墻示意圖 來源：網(wǎng)絡(luò)
既然它叫墻，想象一下建一堵“墻”會吧？換成玻璃會吧？掛在樓板上會吧？
▲幕墻組成形式 來源：作者自繪
啪，這就是玻璃幕墻，一種兼裝飾與結(jié)構(gòu)功能于一體的外掛式裝置。
▲陸家嘴蘋果店 來源：網(wǎng)絡(luò)
其次，玻璃幕墻因?yàn)榭勺冃员容^高，大型設(shè)計(jì)單位在使用時還會有自己專屬的樣式和構(gòu)造方式。
在這里，就按照目前的施工工藝來分主要分為三種：框架式、半單元式、單元式。
【框架式】
在現(xiàn)場依次安裝：立柱、橫梁（詞條“橫梁”由行業(yè)大百科提供）、面板（詞條“面板”由行業(yè)大百科提供）。簡單理解就像把大象關(guān)進(jìn)冰箱。
總共分三步：
第一步、打開冰箱門(安裝立柱)；
第二步、塞入大象(安裝橫梁)；
第三步、關(guān)上冰箱門(封裝面板)。
▲框架式組成形式 來源：作者自繪
▲圣查爾斯牙科診所，加拿大 來源：谷德
【半單元式】
在現(xiàn)場安裝立柱，接著將面板和橫梁安裝在一起，接著吊裝到立柱完成組裝。具體來看：先安裝立柱在主體結(jié)構(gòu)上（即先打開冰箱門），然后將橫梁與面板組裝在一起（即同時塞入大象和關(guān)閉冰箱門）。
▲半單元式組成形式 來源：作者自繪
▲羅源濱海堂，福建 來源：谷德
【單元式】
在工廠生產(chǎn)時將立柱、橫梁與面板封裝在一起，在安裝現(xiàn)場像給“美甲”貼片一樣，一片一片掛上去。
▲單元式組成形式 來源：作者自繪
▲大疆天空之城，深圳 來源：網(wǎng)絡(luò)
▲麗澤SOHO，北京 來源：網(wǎng)絡(luò)
03. 進(jìn)化大法——單元式幕墻結(jié)構(gòu)詳解
三種方式，從本質(zhì)上來講沒有特別大的區(qū)別，主要取決于當(dāng)時的施工條件與經(jīng)濟(jì)預(yù)算，隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，第三種“單元式”方式采用的最多(傳說中的預(yù)制性建筑、裝配式建筑——就在這里)。
我們就來看看：單元式玻璃幕墻組成的進(jìn)化過程！！！前方高能，非戰(zhàn)斗人員請撤離……在講幕墻之前我們需要給大家講清楚，現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的組合方式主要有三種：
1.平行式
2.上字式
3.卡扣式
▲結(jié)構(gòu)連接形式示意圖 來源：作者自繪
首先，我們先分為兩部分，即幕墻構(gòu)件和連接構(gòu)件第一部分——幕墻進(jìn)化論，現(xiàn)在開始！
以玻璃為基礎(chǔ)板件，兩側(cè)為立柱框架。
▲玻璃幕墻基礎(chǔ)構(gòu)件 來源：作者自繪
而在考慮到隔音、隔熱、隔冷、隔水等多種方面，我們需要對幕墻不同部分進(jìn)行不同的密封處理，如：密封膠條、硬質(zhì)隔熱條、壓條、毛條，以及密封膠等；
但不管幾種材料，它的作用都是為了密封物件，在本文中我們統(tǒng)一稱為：密封膠或密封膠條。
而在此處，我們插入玻璃結(jié)構(gòu)密封膠（詞條“結(jié)構(gòu)密封膠”由行業(yè)大百科提供）條，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、同時隔絕玻璃內(nèi)外(后續(xù)表達(dá)中，為方便理解我們將玻璃視為一塊整體)。
▲玻璃密封 來源：作者自繪
▲玻璃密封實(shí)際示意圖
兩側(cè)立柱框架，同理加入立柱結(jié)構(gòu)密封膠條，并在玻璃與立柱之前加入連接膠條。
▲玻璃基礎(chǔ)構(gòu)件 來源：作者自繪
TIPS:在實(shí)際施工時，玻璃面板（詞條“玻璃面板”由行業(yè)大百科提供）為卡入立柱內(nèi)，在進(jìn)行密封處理，本文為降低理解難度，對部分細(xì)節(jié)進(jìn)行抽象處理。
▲實(shí)際施工結(jié)構(gòu)示意圖 來源：作者自繪
▲實(shí)際施工結(jié)構(gòu)示意圖 來源：網(wǎng)絡(luò)
在玻璃與框架采用膠條連接之后，為了更加牢固的連接與外部美觀，大家展開想象力會采用什么方式？想想開篇所講的三種方式！！！
好了不賣關(guān)子了，這里主要采用的開篇所講的第一種：平行式。
在本來的玻璃與框架上方加入蓋板，并用連接膠條將蓋板與玻璃和框架牢牢加固在一起。
▲玻璃基礎(chǔ)構(gòu)件 來源：作者自繪
至此單體玻璃構(gòu)件已經(jīng)完成，而不同單體如何結(jié)合呢？
▲玻璃基礎(chǔ)構(gòu)件 來源：作者自繪
單體之間采用卡扣形式組合
（知識閃現(xiàn)，此處采用的是開篇所講第三種連接方式）。
▲玻璃基礎(chǔ)構(gòu)件 來源：作者自繪
▲玻璃基礎(chǔ)構(gòu)件 來源：作者自繪
▲玻璃幕墻單體構(gòu)件示意 來源：網(wǎng)絡(luò)
至此，一組玻璃幕墻構(gòu)件已經(jīng)進(jìn)化完畢，那單元構(gòu)件和樓板的鏈接我們用膠水嗎?
當(dāng)然不是，我們通過螺栓進(jìn)行鏈接。
基本固定模式已經(jīng)確定，但我們在想：這種安裝方式是不是無法進(jìn)行拆卸了？我們用單元式是不是圖的就是一個方便？為了方便掛載，我們采用卡扣形態(tài)進(jìn)行鏈接。
那么，接下來卡扣連接構(gòu)件形態(tài)進(jìn)化開始！為了玻璃組件能夠上下活動，部件拆分為兩部分。
▲連接構(gòu)件 來源：作者自繪
在考慮上下活動之后，前后的位移活動，我們采用增加平行活動結(jié)構(gòu)。
▲連接構(gòu)件 來源：作者自繪
在考慮與玻璃的鏈接之后，組合為卡扣形式。
▲連接構(gòu)件 來源：作者自繪
經(jīng)過上述操作后，我們的基本組件形態(tài)已經(jīng)確定，為三部分組成的一個可活動連接卡口，在此之后我們在思考這些部件需要進(jìn)行怎么樣的連接呢？有了! 進(jìn)行開洞與置入可活動螺栓即可完成!
▲連接構(gòu)件 來源：作者自繪
至此連接構(gòu)件生成完畢!
▲連接構(gòu)件 來源：作者自繪
進(jìn)化完畢，我們的幕墻也成功生成!
▲玻璃幕墻單元組合連接示意圖 來源：作者自繪
04. 結(jié)構(gòu)何為？結(jié)構(gòu)的紛繁與魅力
以上就是本期的單元式玻璃幕墻生成解析啦！
其實(shí)大部分像我們一樣的建筑類學(xué)生，或者剛剛進(jìn)入門窗幕墻領(lǐng)域的“小白”，對于結(jié)構(gòu)都是兩眼一抹黑，設(shè)計(jì)課和結(jié)構(gòu)課的內(nèi)容是脫節(jié)的，例如：在建模的時候做玻璃只是會拉一個長方體了事，殊不知結(jié)構(gòu)也是設(shè)計(jì)的一部分，不僅會影響建筑外觀，也會影響建筑空間。
