建筑结构丨来看看广州东塔的幕墙设计及安装怎么做？|163

来源：建筑幕墙；撰文：宋启杨江河幕墙系统工程有限公司。

在具有2000多年悠久历史和灿烂文化的广州，珠江北岸矗立着错落有致的现代化建筑群，给昔日历史名城增加了有节奏、有韵律的波浪形天际轮廓线，引领这群现代化建筑的是刚刚建成的广州东塔，其采用了一个睿智的、节节高升的现代化设计方案，向世界展示了一个蒸蒸日上的现代化、国际化新羊城。

▲广州东塔建筑实景图

项目地点位于广州市天河区珠江新城J2-1、J2-3地块，建筑总高度为530m，幕墙总面积约为12万m2；地上111层，层高分为4.5m（办公区）、3.5m（服务式酒店）、3.71m（酒店）。

项目主体结构形式为框架＋核心筒，建筑物耐火等级为一级，抗震设防为重点设防（乙类），地震作用采用的抗震设防烈度为7度，地震措施采用的抗震设防烈度为8度，标准反应谱法（水平地震影响系数最大值αmax）取为0.08；建筑物防雷为二类防雷，幕墙设计使用年限为25年（在有效维护的基础上使用年限可达50年）。

幕墙类型

WTA：塔楼主体单元式幕墙

WTB：塔楼L5，L6，L7，L8单元式幕墙

WTC：塔楼L3，L4单元式幕墙

WTD：塔楼L1，L2大堂框架式幕墙

WTE：塔楼L95层内立面玻璃肋全玻幕墙

WTF：塔楼L95，L107，L108层局部立面单元式幕墙；其他：雨篷、檐板墙型、首层入口门厅幕墙（包括旋转门、地弹门）、采光顶及屋顶玻璃纤维格栅

▲ 幕墙类型示意

陶土板系统

工程塔楼所有单元板块都有挂接陶土板，每块陶土板长度不大于1509mm，总共有47500块。目前陶土板在幕墙上的应用全世界最高不超过300m，而本工程需应用在530m的超高层。陶土板在超高层建筑中的应用在国内缺乏经验，需要从材料特性、受力分析、挂接安全性、防撞性能、更换维护等方面综合考虑。工程通过陶土板风洞试验、撞击试验、拉拔试验、疲劳试验验证设计方案的合理性，结合试验所得数据进行专家论证，保证陶土板系统安全可靠、便利更换。

▲ 广州东塔陶土板室外效果图

（1）风洞试验：验证外挂陶土板在急速50m/s风速下的抗冲击能力，说明陶土板在高风压的不利因素下安全可靠。

（2）撞击试验：1）验证陶板在不同支座间距下的受力情况，试验从三支座到五支座，不同的顶底支座到边距离组合撞击，最终得出250~350mm的支座间距，顶底支座到边90mm的合理间距获得较大的抗撞击性能和较高的经济性；2）取不同煅烧条件下的陶板撞击，得出不同烧制条件下陶土板的抗冲击性能，据此要求供货商严控陶板制造工艺，满足建筑工程要求。

▲ 广州东塔陶土板竖向节点

▲ 广州东塔陶土板撞击点效果

（3）拉拔试验：1）选取同批陶板取样，安装贯通铝芯和不加铝芯的陶板进行拉拔力试验，结果加铝芯的的抗拉力大大优于不加铝芯，同时贯通铝芯可防止陶板断裂可能发生的坠落事件发生；2）进行不同螺栓扭紧力情况下的陶板抗拉力试验，结合工程力学计算模型，合理取陶板背部挂码挂螺栓的拧紧力，采用专用扭力扳手安装，确保陶土板板面合理的受力而不因施工条件而失效。

▲ 广州东塔陶土板内通长铝芯

（4）疲劳试验：模拟在长久风荷载交变反复作用下的抗冲击性能。最终，本项目陶土板的成功应用在幕墙领域创造了新的记录，为以后的陶土板应用奠定了坚实的基础。

▲ 广州东塔陶土板三维节点效果

开启门系统

东塔单元开启门在幕墙领域可谓是一个首创记录，门宽度只有150mm，高度却大于3000mm，在极窄、超高的不利因素下还要满足开启效果、通风率、防水性等需求，设计充满困难、极具挑战。

▲ 广州东塔开启门横剖节点

▲ 广州东塔开启门竖剖节点

（1）开启及通风性能：减小门的厚度，增加美观性；减小门框宽度，增大通风洞口尺寸，保证通风率。

（2）防水密封：门外侧为竖向格栅，对雨水无防水功能。门内侧直接与室内相通，故此门必须做到防水密封。常规手段：通过对合页方式的调整、锁点的合理分布、门扇门框模具合理修正等手段达到少进水、大排水的目的。门防水重点是胶条密封所形成的防水，在胶条上做足功夫，才能设计出优秀的方案。传统防水通常采用圆形波的胶条，工程由于门扇较窄、过高，局部细微变形可影响整个门扇的气密性和水密性，无法满足要求。打破常规，通过改变胶条硬度、材质、外形等方式，在试验中发现方形带锯齿状的胶条性能突出，能极好实现设计者的构想。一般圆形波的胶条在压紧时只有一道密封防水线，通过把起鼓面改为直面，然后在直面上长出虚条的锯齿状，当胶条压紧时会产生多道密封防水线。最终试验顺利通过，为工程、幕墙设计提供了新的方案和研究方向。

有了东塔门绝佳的防水性表现，锯齿波浪形密封胶条方案已在公司其他多个工程中得到广泛应用。

▲ 广州东塔开启门胶条设计对比

单元体挂接系统

通常单元式幕墙挂接可采用侧挂码、地台码两种形式，各自使用都需结合实际的工程情况。东塔有16300块单元体，挂码的选择将大大决定工程进度。

采用我司自主设计的专利码件系统，东塔室内楼板面距离完成面空间小，设计巧妙地结合形体工程学，将传统挂式改为抓式，就像一个人用一双手牢牢地抓住一样，抓住地台码，转接部位依然和通常一样可以实现上下可调节，如此，在有限的空间设计此地台码既满足工程受力要求又不失巧妙，堪称经典之作。

东塔在有限的施工空间采用独特的地台码构造，将地台码合理巧妙地运用到工程中，如此精妙的方案在公司内部多个工程中已得到广泛的推广运用。

▲ 广州东塔单元体挂件横向节点

▲ 广州东塔单元体挂件竖向节点

单元体加工组装

广州东塔有16300块单元体，为保证工程质量及工程进度，运用先进的加工设备CAM自动化加工，模型直接导入数控机床加工，保证型材的加工尺寸的精准，陶板装饰条采用靠模组装保证陶板的垂直度。

▲ CAM自动模拟加工

▲ 单元体组装

单元体安装

广州东塔530M属于超高层建筑，现场安装技术单独打，为保证工程进度和质量，运用我司《高性能单元幕墙》和《双环形轨道工法》等发明专利到本项目。同时现场安装定位采用全站仪，按BIM数据精确测量放线。

▲ 全站仪徕卡TS06，2秒级

▲ 双环形轨道

▲ 单元体安装

广州东塔笔直的外墙突显本身的超凡高度，采用独特“之”字形退台设计突破一般建筑外观四面统一的传统，营造出面面不同、四面玲珑的外观感受，外墙由带锯齿状的长条形陶板从大楼底部延伸，环绕整座大楼形成宛如雕塑的多层次轮廓，竖向采用空心陶板装饰线条，安装到500m以上的高空，成为了全世界幕墙届独一无二的典范。东塔外形呈四方形，与“姐妹花”西塔的圆形正好遥相呼应。在广州长达12km的中轴线上，东、西双塔和广州电视塔成三足鼎立之势，构成广州的天际线，让东塔成为广州珠江城最显眼的地标性建筑，现已成为全国乃至全球的建筑名胜、旅游胜地。

获奖情况：本项目荣获中国建筑学会2017~2018建筑设计奖 · 建筑幕墙专业奖三等奖。

作者简介

宋启杨，江河幕墙系统工程有限公司幕墙设计师，主要从事各类幕墙方案设计。参与的幕墙设计项目包括：佛山美的总部大楼项目、广州东塔项目（周大福中心）、厦门国贸金融中心项目、福州海峡文化艺术中心项目、武汉绿地（636）中心主塔楼外幕墙项目、长沙冰雪世界（大王山）、厦门 IOI 棕榈城项目等。

编辑

李会珍

审核

时娇娇

科技查新

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