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成都某超高层项目石材幕墙设计浅析

作者:未知

  摘 要 本文主要针对成都某超高层项目石材幕墙设计进行介绍,并对该工程中的石材幕墙超高超限情况、超限设计方案及其在设计方面的措施做了介绍。
  关键词 超高层;石材幕墙;超高超限设计
  1 工程概况
  本项目位于成都市锦江区,北临武侯大道东沿线,西临城市规划道路。地处金融总部商务区规划片区。本工程主要分为三个部位——1#、2#塔楼、商业裙楼三部分,建筑总面积68607.84 m?,地下2层,商业群楼3层,1#塔楼25层,建筑高度103.45m,幕墙高度109.150m,2#塔楼20层,建筑高度104.25m,幕墙高度105.65m。主体结构形式为钢筋混凝土框架剪力墙结构[1]。
  1#塔楼石材幕墙最大高度为109.15m,2#塔楼石材幕墙最大高度为105.65m,面材采用30mm厚花岗石,最大分格为宽1200mm,高600mm。
  根据《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001中总则第1.0.2条规定,本规范适用于“建筑高度不大于100m、设防烈度不大于8度的民用建筑石材幕墙工程”本工程的石材幕墙高度超过了最大适用高度100m的限值,需进行超高超限的专项设计。
  2 超限幕墙采用面材可行性分析
  花岗石面材广泛应用于幕墙领域,相对于其他类型的面材,具有以下特点:
  优点:天然材质、光亮晶莹、坚硬永久、高贵典雅,深得建筑师、业主的喜爱。
  缺点:重量大,天然材料不易发现细小裂纹缺陷[2]。
  3 幕墙设计方案
  (1)超限石材幕墙位于100m至109.15m这间,最不利位置位于标高109.15m处,石材的最大板块为1200mm(长)*600mm(宽)。
  (2)石材幕墙系统组成为:(具体系统构造见附图)
  ①面材。面材选用30mm厚天然花岗石(光面),为保证所有石材纹理及方向过渡自然,无色差存在,所有石材进行六层无色防水表面保护膜处理,以达到更好的防酸雨及防水性能。
  ②钢型材。竖框采用150*75*5的方钢管,表面热浸镀锌处理;横框采用角钢L50*4,表面热浸镀锌处理;转接件为10#槽钢,材质为Q235B,热浸镀锌处理。
  ③预埋件。预埋件埋板为10mm钢板,材质为Q235B,锚筋采用HRB400钢筋。埋件表面热浸镀锌处理。(具体详见图纸)
  (3)构造设计
  ①与主体连接设计。幕墙的坚向龙骨通过螺栓与转接件接件,转接件与固定在主体结构上的预埋件采用焊缝连接,以保证幕墙的承载力和稳定性。幕墙与主体结构连接设计时考虑了以下基本要求:
  a.对重力荷载、风荷载、地震作用和温度作用有足够的承载力;b.在上述荷載和作用下,不应使幕墙构件产生有害的变形;c.当主体结构与幕墙产生相对位移时,不应影响幕墙的性能;d.连接件采用开长条孔设计,连接稳定,且可以实现三维调整。
  ②横竖龙骨连接设计。主龙骨采用方钢管,材质为Q235B;方钢管截面对称,热浸镀锌时,受热均匀,热应力分布对称,不会因热应力不均匀而变形;方钢管加工简单,安装方便。
  横龙骨选用角钢,材质为Q235B,表面热浸镀锌处理,满足防腐要求。
  与竖龙骨焊接的连接角码通过螺栓把横、竖龙骨有效的连接在一起,实现结构安全可靠。
  ③定位安装设计。石材的安装采用在石材上预精准定位开背栓孔的方式,通过带均压环石材背栓实现石材的定位,达到定位安装的目的。横向设置挂接件,挂接件与横龙骨或L型角钢用螺栓连接,两者用弹性胶垫间隔,防止电化腐蚀,减少摩擦噪音。铝合金挂件挂钩与石材端槽配合处加硬质垫片,防止石材与挂件硬性接触。铝合金挂件安装调节螺钉和定位片,以实现定位要求,并保证充分的伸缩调节空间[3]。
  (4)计算结果
  对该石材幕墙系统的结构构件及系统进行分析、计算结果如表1所示:
  4 超限石材幕墙在结构设计方面的主要加强措施
  本项目位于四川省成都市,主体设计周期50年,幕墙设计使用年限25年,幕墙结构安全等级为二级。抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g(多遇地震),设计地震分组为第三组。地面粗糙度为B类,基本风压:Wo=0.30 KN/m。
  在结构验算时,超限部位的石材厚度在原基础上增加5mm,改为30mm;超限的石材面板计算时的总安全系数K=3.5;由于两座塔楼比较近,在进行石材荷载计算时考虑楼栋之间干扰系数1.1;
  石材板块的连接方式采用可靠性较高的背栓式结构,并且背部粘贴玻璃纤维布以提高面材的安全性[4]。
  5 结束语
  幕墙设计的目的在于保证安全性的前提下,尽可能遵从原建筑方案,更好的体现建筑外立面效果,提升建筑品质。本超高层项目建筑标高100m以上部位采用天然花岗石材料,超出了规范规定的范围,属于超高超限专项设计。这就对我们的幕墙设计师提出了更高的要求。在设计过程中,我们主要从规范材料要求、提高计算参数和加强连接构造三方面着手,采取了相应的安全保障措施,并借助了一些必要的辅助软件。计算结果表明,对于超高超限部分的幕墙设计完全能满足安全性的要求。这次实践给我们带来许多宝贵的经验,为后续开展类似工作提供了必要的帮助。
  参考文献
  [1] 罗忆,黄圻,刘忠伟.建筑幕墙设计与施工[M].北京:化学工业出版社,2007:109.
  [2] 金属与石材幕墙工程技术规范:JGJ 133-2001[S].北京:中国标准出版社,2001.
  [3] 建筑幕墙:GB/T21086-2007[S].北京:中国标准出版社,2007.
  [4] 建筑结构荷载规范:GB50009-2012.[S].北京:中国标准出版社,2012.
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