1 引言
内蒙古演艺中心位于内蒙古呼和浩特市新华东街北侧，北垣街南侧，紧邻二环东路，是集办公、排练、文艺演出、文化事业推广等业务的综合性建筑。其建成后将与内蒙古博物院、乌兰恰特大剧院及同步建设的内蒙古科技馆，形成一个开放繁荣的文化圈，成为内蒙古文化艺术活动的重要基地，展示内蒙古经济、文化发展成就的重要窗口。
本项目占地29614平方米；结构类型为主体钢筋混凝土框架剪力墙结构结合局部钢结构的组合形式；建筑高度43.5米；总建筑面积: 38748.13平方米，幕墙面积22476平方米。 外形类似于一架打开的钢琴。白色铝板幕墙、深灰色钢板幕墙、透明的玻璃幕墙与屋顶装饰格栅相互结合，相得益彰，将悠久、广阔、多元的草原文化与现代的艺术风格完美融合，将整体建筑细腻，华丽，庄重的风格表达的淋漓尽致。本工程的幕墙整体造型为垂直于地面的双层圆滑单曲曲面立面幕墙结合双曲曲面的顶面幕墙的构造形式。其特点为：幕墙种类众多，交错分布，边界条件复杂；主体结构形式多样，层间高度大小不等，尺寸区域跨度较大。(如图1.1)
2、幕墙特点分析
2．1幕墙系统的组成种类众多，交错分布
内蒙古演义中心的幕墙部分主要分布于建筑的东、南、北三个立面和顶面。为了充分的表达建筑理念，本工程采用多种幕墙系统组合合的形式。
按建筑面材分类：（1）建筑上半部分设计为铝板幕墙，其渐变的外形和不规则的分格，结合不同规格圆形孔洞，形似布满无线普的琴身。此部分幕墙整体悬挂在建筑外侧，主要起遮阳及装饰作用。（2）建筑南立面和东立面南半部底部及主出入口立面设计为玻璃幕墙，其造型简洁通透，线条挺拔圆润，形成了造型的底座部分。（3）建筑北立面、东立面北半部分的铝板幕墙内侧及下侧设计为钢板与玻璃组合的幕墙（建筑称琴键幕墙）。其深灰色钢板面材与透明的玻璃面材交错分布，酷似演奏着的琴键，形象生动的反应出建筑的使用功能。玻璃幕墙与琴键幕墙是建筑室内外的分界面，保证幕墙系统的使用功能性。（4）建筑东北侧共享大厅顶部设计为铝合金格栅。（见图2.1）其整体不规则的曲面造型酷似掀起的钢琴盖板，结合横向的起伏线条，赋予建筑以细腻、灵动的感觉。
（5）其他的幕墙形式还有局部的防火幕墙和夹胶玻璃幕墙，顶面的中空夹胶彩釉玻璃采光顶和夹胶彩釉玻璃采光顶等。以上各幕墙相互交错分布，在建筑北半部分的外层的铝板幕墙与内侧的琴键幕墙共同形成了间距不等的双层幕墙。
2．2幕墙依附的主体结构复杂多样
本项目主体结构采用了钢筋混凝土框架+剪力墙+钢结构的组合形式，多样的结构形式增加了幕墙系统的设计的复杂程度。
建筑南半部分及北半部分西侧为钢筋混凝土框架+剪力墙的结构形式。此部分结构特点是：收边梁高度不同，同层顶部标高变化较大，外表皮不平齐；收边梁挑板长度不同，同层顶部标高不一；收边梁存在上反梁和下反梁等各种形态；由此种结构形态，造成了建筑层间跨度尺寸繁多的情况，不仅存在4.2m，7m，8m等固定尺寸，也存在自0.4mm到4.2m的渐变尺寸。
建筑的东北部分主体为钢结构形式，钢结构中部横向钢梁间距为8m，顶部及底部结构分格为渐变形式，间距从2.4m至12m不等；横梁呈弧形和螺旋形布置（见图2.2.1\2）。
3、幕墙的系统设计与难点解析
3.1铝板幕墙的系统设计与难点解析
本项目铝板幕墙设计为建筑的装饰性造型，悬挑在建筑外侧。铝板完成面距建筑封闭面距离0.8m至4.2m不等。竖向分格宽度1.1m；横向分格与水平方向呈30°夹角，错缝分布，标准片最大分格高度3.3m，收边板最大分格高度3.7m。竖向相邻铝板间隔布置圆形孔洞造型，直径分别为500mm至1300mm，呈辐射状自铝板幕墙中心向四周扩散分布（见图3.1.1\2）。
结合建筑要求，对项目特殊性分析，本项 目铝板幕墙与普通铝板幕墙主要区别在于：a、铝板内外侧可见，分格较大，相邻铝板存在拼接孔洞造型且孔洞直径较大。b、建筑要求淡化孔洞造型的竖向分格线，明显但不突出体现其余分格线。孔洞间不能显露铝板用结构龙骨。针对以上分析，经过方案优选，提出三种较可靠性铝板安装方案并加以分析（见表3.1）
经过深化分析，结合建造经济性，对方案进行优取劣舍，最后确定选择方案三，并对铝板安装节点进行深化设计并制作模型（图3.1.3），同时对其受力情况进行有限元分析计算（见图3.1.4\3.1.5）。
通过有限元计算，面材选用材质3003，状态H24，3mm厚的铝单板。同时对铝板龙骨结构计算，铝板幕墙1竖龙骨选用口120X80X5钢方通型材，横龙骨选用口80X60X3钢方通型材，表面氟碳喷涂处理。
3.2 玻璃幕墙系统设计与难点解析
本项目玻璃幕墙整体为单曲曲面造型，采用竖向隐框，横向明隐结合的幕墙形式。面材选用6+12A+6钢化中空low-e玻璃。本部分幕墙的设计难点在于幕墙立柱跨度的多样性。在建筑南立面和西立面，由于层间尺寸较均匀且跨度较小，选用70系列铝合金龙骨的幕墙形式；在建筑东立面南侧和主入口部分，层间尺寸变化明显且跨度较大，采用钢方通龙骨的幕墙形式。
3.3 屋面装饰格栅系统的设计与难点解析
装饰格栅位于共享大厅轻质屋面上方，完成面为空间双曲曲面，自东南向西北逐渐抬高。同时，轻质屋面成阶梯形，使格栅与牛腿间间距变化较大，最小距离271mm，最大距离2428mm。格栅单体间距400mm，截面200X60mm。本部分设计的难点在于：a、用直线格栅单体较准确的模拟格栅双曲曲面。b、装饰格栅的安装与连接。
此部分设计按照面—线—面的思路进行。通过分析，当铝合金格栅按照等高线布置时，可以减小模拟曲线的一个空间维度。即，格栅单体仅需要单方向辊弯即可准确的可拟出空间双曲面。利用Rhino三维软件对曲面进行分析，确定格栅单体布置方式。
设计过程如下：1、对此双曲面的等高线切割，发现所有等高线方向趋于一致（图3.3.1）。2、将等高线两个端点连线，发现其连线大致与双曲面的东南与西北对角线垂直（图3.3.1）。3、按垂直于对角线方向，以400mm模数将双曲面进行竖直切割。根据化繁为简的原则，将得到的每一条曲线首尾连接，即得到格栅单体最终的布置单线图（如图3.3.2）。4、以此网格线为控制线建立新的曲面（如图3.3.3），与原曲面进行比较，模拟偏差在建筑允许范围内。即：通过此方式布置格栅单体可比较简洁，准确的拟合出给定的双曲面。
格栅系统选用， 口160X80X6钢型材龙骨。由于工程特点需求，其格栅安装节点必须具备较大的三维可调节性，才能满足格栅单体与龙骨及牛腿间的角度调节。本部分采用了可浮动点式连接形式（见图3.3.4\3.3.5） 。
此部分幕墙分布于建筑东北侧共享大厅部分，为双层不同心弧面布置，类似牛角形（见图3.4.1）。
外侧幕墙为铝板幕墙2，内侧幕墙为琴键幕墙，两层幕墙间距最小为0.8米，最大4.8米。主体结构顶部标高28.800m至38.678m，
主体钢横梁标准间距8米，最大间距12米，呈弧形或螺旋形布置，不能承受较大扭矩。本部分幕墙的难点在于怎样协调布置双层幕墙龙骨，使幕墙反力能够满足主体结构要求。
根据方案讨论，此部分幕墙龙骨设计决定采用如图示形式（图3.4.1）。
内层幕墙分段挂接在主体结构横梁上，外层幕墙龙骨通常挂接在屋顶主体结构上，外侧幕墙龙骨通过支撑牛腿与内层幕墙龙骨连接，连接节点(见图3.4.2)。
牛腿与内层幕墙龙骨采用滑移铰接支座连接，使外层幕墙的水平荷载传递给内层幕墙，竖直荷载和弯矩进行释放，将主体钢横梁的扭矩降到可承受范围之内。对此幕墙龙骨进行有限元结构分析。计算模型及结果(见图3.4.3).
通过结构计算，竖向龙骨选用口200X100X6钢方通，局部口250X100X8钢方通。铝板与钢板幕墙横向龙骨选用口100X60X4钢方通，玻璃幕墙横龙骨选用口70X3钢龙骨。
3.5 铝板幕墙系统安装方案
由于本项目铝板幕墙的绝大多数板块长度与造型孔洞直径都不相同，规格众多，不具备普遍的可替换性。首先，下料前，对铝板面材进行编号处理，使每块铝板编号唯一，能够表达出此块铝板在工程中的空间位置。例如：LM1-105-13即铝板幕墙1第105列第13块板所在位置；第二，铝板到达现场后，将对应的两个板块在工作平台上进行组装，(如图3.5.1)；第三，吊装，调整，安装就位，安装装饰扣条。最后固定加强龙骨。(如图3.5.2)
4、结束语
内蒙古演艺中心项目幕墙工程到目前为止已经到了收尾阶段，现场正在进行收边收口的工作。幕墙安装后的建筑效果实现了建筑师的设计意图，得到了业主与设计方的一致认可。在这个项目中的设计中，我们严格按照：发现和提出问题，提出解决方案，优选解决方案，论证解决方案，实施解决方案的思路进行，同时结合了三维软件和有限元分析软件，详实的进行施工图设计，为后期施工打下了良好的基础。内蒙古演艺中心建成后必将成为呼和浩特市的地标性建筑，给内蒙古的文化事业发展抹上浓重的一笔。
参 考 文 献
[1] 《玻璃幕墙工程技术规范》，中华人民共和国行业规范, JGJ102-2003
[2] 《金属与石材幕墙工程技术规范》，中华人民共和国行业规范, JGJ133-2001
[3] 《建筑幕墙》，中华人民共和国国家标准, GB21086-2007
[4] 内蒙古演艺中心项目建筑图、结构图—中国航空规划建设发展有限公司