全球首个自承重互为支撑超大玻璃幕墙系统——中建深装北京副中心图书馆项目打造公园旁的书山智库

  2021年9月21日，中建深装北京城市副中心图书馆幕墙项目首根钢立柱正式起吊，标志着作为北京城市副中心三大建筑之一的城市副中心图书馆项目郑重进入幕墙施工阶段。该项目采用276块超大玻璃包裹的外立面，通过高大通透的玻璃幕墙，让置身其中的读者，犹如在“山间树下”徜徉阅读，营造出被大自然包围的独特体验。如此超大的自承重式互为支撑的全玻璃结构体系在国际上尚无先例。

  关键词：中建装饰；科学技术创新；自承重互为支撑超大玻璃幕墙系统；北京城市副中心图书馆

  2021年9月21日上午10点18分，中建装饰集团所属中建深圳装饰（下称“中建深装”）北京城市副中心图书馆幕墙项目首根钢立柱正式起吊，标志着作为北京城市副中心三大建筑之一的城市副中心图书馆项目郑重进入幕墙施工阶段。

  中建深装项目经理熊宗祠说，“项目入口超大玻璃其外立面成120度折线形式，采用互为肋自承重系统，最大玻璃高度将近16米，采用7片15mm厚超白钢化玻璃，总厚度在133mm，单块玻璃达10吨之重。此玻璃从原片采购、钢化、镀膜及后期的运输和吊装等难度极大，并无案例参考，所有的环节都是全新挑战，建成后将是国际首创，填补行业空白。”

  图书馆是一个城市重要的文化符号，也是一个城市的灵魂栖息地。置身于森林环抱的山谷之中，徜徉于绿色深林书苑，北京城市副中心图书馆将让读者享受到“临山间于树下”的阅读体验。

  2021年初，北京城市副中心图书馆第一施工区顺利封顶。记者看到正在施工的图书馆屋顶树状结构建筑宛如钢铁森林，屋顶檐口吊顶采用银杏叶状铝板，分上中下3层错落有致分布，犹如森林的伞盖。未来，项目将通过一件无龙骨全通透超高玻璃幕墙“外衣”，将图书馆内外“森林”融为一体，真正的完成“森林书苑”的独特设计理念效果。

  据悉，该馆设计理念来源于中国民间传统文化符号“赤印”，方正、赤色的外形恰似一枚端庄的印章，烙印在“东方绿星”的画卷上。屋顶的树状建筑结构宛如森林伞盖，以银杏树叶片为灵感来源，体现出图书馆传承知识、传播文化的功能定位。

  中建深装北京副中心图书馆项目技术负责人吴天宇表示：“初次担任项目的总工程师，而且是在国际和国内都备受瞩目项目，一定要把“森林书苑”的设计理念完美实现。而项目最大的亮点之一就是营造“透明书苑”的观感。”

  项目采用276块超大玻璃包裹的外立面，通过高大通透的玻璃幕墙，让置身其中的读者，犹如在“山间树下”徜徉阅读，营造出被大自然包围的独特体验。

  确保设计效果实现的关键，是深化设计和施工的自承重式互为支撑全玻璃幕墙系统。

  据悉，自承重式玻璃肋由于采用下部支撑，在自重的作用下，玻璃面板和玻璃肋处于偏心受压状态，容易失稳且玻璃表面易变，影响外观效果，故自承重式全玻幕墙的玻璃稳定性特别的重要。这需要针对玻璃面板进行建模分析及有限元计算，从而对自承重的全玻璃幕墙的整体结构性能进行研究和分析，以保证工程结构的安全性。

  另外，折线形是全玻幕墙的一种新颖形式，除了具有通透的视觉效果外，还具有空间立体感，能够很好的满足建筑师追求个性的要求。北京城市副中心图书馆16米超大超宽自承重式互为支撑全玻璃幕墙，玻璃面板之间的夹角在100°-135°之间，大面夹角为120°。此大角度的互为支撑全玻璃幕墙的受力性能及整体稳定性也是项目需要突破的技术难点。

  “如此超大的互为支撑的全玻璃结构体系在国际上尚无先例。玻璃板块互相支撑，承受风荷载，我们历经一年通过反复试验和有限元计算，才终于让设计理念真正落地为可执行的实施工程的方案。”中建深装幕墙设计院北方分院院长杨英介绍说。

  技术难点的突破后还需保障项目实施的顺畅。在项目的实施过程中，吴天宇说：“项目部积极探索新型机械设备应用，配合厂家研制最新型超大四维吊装吸盘的吊装设备，并选用行业首屈一指的115吨位级折臂式随车起重机，该套吊装系统在玻璃幕墙的领域起到了科技引领示范的作用。”

  据了解，副中心图书馆项目造型独特、结构较为复杂，构件加工与施工安装难度空前。项目部经过前期多次推演及吊装模拟，于9月21完成钢立柱首吊，10月11日完成第一块中型玻璃吊装，施工全套工艺流程中克服天气预警停工、施工场地狭小等坏因，11月14日完成西立面66块玻璃封闭，提前完成施工节点。

  吴天宇进一步解释，为顺利完成“12.30”的幕墙封闭目标，项目部已经将施工重点转到陶板玻璃幕墙及檐口吊顶，通过深化节点设计及安装方法，提高施工效率，确保封闭目标的实现。

  由中建深装承建的北京行政副中心图书馆项目（幕墙一标段）的超高超大“互为肋支承全玻璃幕墙”，圆满的实现了建筑外围护的视觉内、外交流。如此大规模的使用超大板玻璃和全新的受力体系作为建筑外围护，在国内外都非常罕见。 该项目在幕墙设计、加工制作、施工设备、安装工艺等各方面均是一个创新型的突破。该项目的顺利施工，填补了国际、国内有关技术的空白。我们又一次展示了中国幕墙人在超高超大玻璃幕墙的设计与施工安装技术。可以说我们已站在了世界同类幕墙技术的最前列。该项目的顺利实施，对各项有关标准规范的编写和制定提供了详实的数据和资料，对我国幕墙技术的逐步发展具有重大意义。