一、简介
中国2010年上海世博会（简称Expo 2010）是第41届世博会，于2010年5月1日至10月31日在中国上海举行。本届世博会也是中国主办的首届世博会。上海世博会以“城市，让生活更美好”为主题，总投资达450亿元人民币，创下世博会历史上规模最大的纪录。同时，参观人数突破7000万人次也创下了历届世博会的纪录。最多。
世博会西班牙馆（图1）是一座复古又创新的“藤篮”建筑。外墙采用藤条装饰，由钢结构托架支撑，呈现出起伏的流线造型。
8524块不同质地和颜色的藤板将覆盖12000平方米的面积。每块藤板都有不同的颜色。它们会稍微抽象钢结构鱼鳞板，组成“日”、“月”、“友”等汉字，表达设计师对中国文化的理解（图2）。
西班牙馆的外墙由藤板、支撑钢结构和玻璃板组成。阳光可以透过藤条的缝隙，落入亭子内部（图3）。
由于西班牙馆外墙采用了独特的建筑设计和新颖的外墙材料，其异形曲面的贴合设计与施工，龙骨与钢结构及玻璃连接节点的设计以及加工、制作藤板的安装正在进行中。方案设计的重点和难点是“万向球形铰盘”结构节点和碳钢拉杆卡箍方案，考虑到了施工加工工序、安装调整要求和外墙面贴合中可能出现的各种误差。 。效果简单可行，经实际项目检验，达到了建筑师预期的立面效果。
二、项目概况
西班牙西接葡萄牙，南隔直布罗陀海峡与非洲摩洛哥接壤，东北与法国和安道尔接壤。国土面积50.6万平方公里，人口4520万。其国家以其独特的西班牙斗牛文化和现代激情的弗拉门戈舞蹈而闻名于世。
西班牙国家馆位于上海世博会C区。它是上海世博会最大的自建馆之一。其参展规模也创下了西班牙参加世博会的新纪录。该馆由西班牙著名女建筑师贝纳迪塔·塔格设计。利亚布设计（图4），其展馆的主题是：我们的城市代代相传。
整个展馆的外观建筑设计采用藤这种中西两国工程建设和日常生活中常用的植物，作为沟通两国文化的桥梁和纽带。建筑外观的设计灵感来自西班牙弗拉门戈现代激情舞蹈。富有弹性的藤板立面就像舞者飞扬的裙子和地中海翻滚的海浪（图5）。
西班牙馆建筑面积7624平方米，地上三层，建筑高度20米。建筑耐火等级为二级，按7度抗震开裂程度设防。建筑设计使用年限为1年（临时建筑）。西班牙馆幕墙形式有玻璃幕墙、铝板幕墙、藤板幕墙、钛锰合金板等，幕墙面积约2.5万平方米。幕墙的重点是异形玻璃幕墙和藤板幕墙。
3、异形玻璃幕墙设计与安装
由于建筑设计源自弗拉明戈热情舞裙的造型，因此外墙玻璃幕墙的造型极其复杂，这对玻璃连接的节点结构和玻璃面板的规格提出了更高的要求。而且，由于建筑功能和建筑设计的要求，幕墙玻璃必须安装在主体支撑钢结构的室内侧。因此，工程的特点决定了玻璃面板的玻璃形状的选择，幕墙玻璃与主体钢结构连接的节点设计，玻璃面板之间的节点设计必须满足特殊的安装要求。形曲面。以及安装调整的需要。由于幕墙玻璃安装在主支撑钢结构的室内侧，因此幕墙玻璃与主支撑钢结构之间的连接装置必须是可调节的，以保证该连接装置不仅能适应幕墙玻璃的变形。主要钢结构，还能保证幕墙玻璃安装曲面的统一规则。
3.1.玻璃隔断及龙骨布置设计
在玻璃幕墙隔间设计时，我们考虑采取以下措施来满足项目特点的要求：
一个。玻璃板隔断设计基于三点共面的原理，采用三角形平板玻璃贴合整个曲面。在满足曲面效果的基础上，有效降低了曲面玻璃的加工难度和工程成本，并大大缩短了所需时间。施工期。每个节点集中采用六块三角形玻璃拼接的形式（图6）；
b.支撑幕墙的钢龙骨的排列采用螺旋排列的原理，以适应建筑的形状。玻璃斜龙骨统一方向排列。为了保证建筑幕墙的均匀性，螺旋排列的钢龙骨呈平行四边形形式，竖向龙骨与主体钢结构的竖向钢架对齐。平行四边形内使用了两块三角形玻璃（图 7）。
3.2.玻璃幕墙防水及结构连接设计
由于建筑功能和建筑设计要求，幕墙玻璃位于主体支撑钢结构的室内侧。为了保证玻璃幕墙的排水，玻璃的平行四边形龙骨仍然放置在玻璃房的内侧。除与室外主体钢结构、构件预留的接缝外，其余部分为完整的玻璃面，并采用耐候密封胶将玻璃与玻璃与主体连接件之间的空间密封，形成完整、光滑的玻璃面。防水面（图8）；
整个玻璃幕墙结构的受力系统：三角形玻璃与玻璃内部的钢龙骨通过压块固定。玻璃应力模型两侧简支，一侧自由；玻璃内部的钢龙骨通过球形铰链组件与钢万向盘连接。玻璃龙骨的受力模型不是简支梁；钢万向盘通过可调钢套与外部主体钢结构焊接固定。
三角玻璃配置为6+1.14pvb+6+12A+8Low-e中空夹胶玻璃。在结构分析时，我们选择了最不利的受力单元板进行分析。结果如图9和图10所示：
与主体结构连接的钢套管应力分析结果如图11所示：
3.3.万向球铰链盘的设计
为了满足不同角度组合的玻璃龙骨的连接，吸收不同三角形玻璃平面的各种角度，以及调整各种构件的施工和加工误差，本项目设计采用通用球面铰盘的构件节点系统。该连接系统主要包括以下部件（图12）：1——连接器，2——圆形装饰盖，3——法兰，4——球铰组件。
万向球铰盘的工作原理及调节机构如下（图14）：
1. 使用M10不锈钢十字螺钉将不锈钢铰接球固定在钢块上。连接钢块的深度可通过螺纹调节，从而吸收幕墙钢龙骨的径向加工和施工安装误差。连接钢块与幕墙钢龙骨采用不锈钢沉头螺钉固定。
2、不锈钢球铰可在法兰钢槽内实现万向滑动和旋转，可满足玻璃板龙骨不同角度组合、玻璃平面不同角度组合的各种需求。这个设计就是这个系统的精髓。完美解决了三角玻璃面板曲面贴合的施工安装难题。
3、钢法兰与主体钢结构之间的连接套由两段不同直径的钢管连接，可实现垂直于幕墙出入口方向的调节，保证了施工安装的精度，使幕墙曲面贴合更加平滑。滑。
通用球铰盘系统的优点是：由于龙骨连接点不一定是平面，因此采用万能球铰法来解决这个问题； b.外形美观，连接不受角度影响。角度可在140°-180°之间任意变化； c.备件在公司批量加工，精度高，质量好钢结构鱼鳞板，现场安装方便，缩短了工期。
3.4.玻璃安装与连接
三角玻璃配置为6+1.14pvb+6+12A+8Low-e中空夹层玻璃。安装玻璃前，先将铝合金支撑板（穿过橡胶条）通过M5×30奥氏体不锈钢螺栓与60×60×4钢方管连接，螺栓间距不大于350mm；然后将玻璃板通过铝合金压块固定在组合龙骨上。玻璃采用特殊中空间隔条处理，减少了常规玻璃铝合金副框的配置；玻璃安装完成后，安装圆形装饰盖，不仅起到装饰作用，还能防止玻璃在倒挂位置时掉落。柔性垫片安装在玻璃和其他硬质部件之间，以防止玻璃受力不均或损坏。在玻璃边缘没有龙骨连接的地方，用耐候密封胶将两块面板密封。
4、藤板设计、加工、安装
藤板的运用赋予了西班牙馆的外立面独特的建筑质感。板形的选择和排列不仅适应了建筑的裙边造型，也凸显了建筑古朴自然的风格，代表了中国和西班牙。常见的古代民间工艺品丰富了世博馆城市交流的内涵。
西班牙馆的外墙采用了三种不同颜色和编织方法的藤板。扭曲的面板形成起伏的立面，就像舞者飞扬的裙子（图 17）。不同色调的藤板均在山东滨州纯手工制作，没有任何染色。藤条在沸水中煮5小时即可变成棕色，煮9小时后近乎黑色。这就是为什么这些藤板有不同的颜色。秘密。 ：
A、可调节长度的组合钢套管按照藤板的排列图案焊接在异形玻璃幕墙的龙骨、球铰盘或主体钢结构上。由于藤板鱼鳞的异形排列，钢管的长度也不同，组合套管的形式可以方便施工工艺的微调；
B、将表面氟碳喷涂的碳钢棒材用夹具夹紧在钢支撑管的前端。钢杆的排列借助电脑三维辅助进行定位排列；
C、碳钢杆和藤板用碳钢夹子夹紧；
D、立面上每块藤板的排列均按照建筑设计严格编号。如果颜色有任何重大差异或变化，则需要更换。
5. 结论
通用型球面铰盘节点系统是本项目的关键技术。很好地解决了曲面贴合和异形板施工安装问题，新型编织藤板的使用赋予了西班牙馆独特的人文感受。和历史感受。玻璃幕墙与藤板的连接系统采用螺栓、卡箍、套筒等机械化工艺。所有部件均在工厂加工并现场组装，不仅提高了部件质量，而且简化了现场流程，缩短了工期。球铰盘、钢杆夹等结构部件可拆卸，方便世博会后场馆拆除或异地重建。也方便了藤板、玻璃板的维护和更换，提高了建筑材料的重复利用率，体现了西班牙馆采用绿色环保的高品质建筑理念。
附录：世博会西班牙馆荣获相关奖项
2010年英国皇家建筑师学会国际建筑奖
2010年度江苏省建筑装饰优质工程
2010年度上海市建筑装饰优质工程
2010年度全国建筑装饰工程装饰奖
