高层建筑幕墙设计要点

所属栏目:建筑设计论文 发布日期:2018-02-06 11:28 热度:

   幕墙是高层建筑的关键构成,幕墙的安装施工技术至关重要,本文主要探讨高层建筑幕墙设计要点。

建筑科技与管理

  《建筑科技与管理》国家级建筑期刊,是由中国国际建筑经济研究会与中国经贸出版社联合主办,建筑科技与管理杂志社编辑出版。本刊以发掘弘扬中华民族的优秀建筑文化遗产,传播建筑设计创作、科研、教学及建设成就,探索国内建筑的发展道路,促进建筑业持续健康发展为宗旨,以中外兼容、科学权威为特色,是广大建筑工作者进行学术与技术经验交流的理想园地。

  本文以广东省中医院教学科研楼为背景,系统研究了幕墙施工中大单元板块吊装技术,主要包括垂直运输系统的设计及验算。极具典型性和推广性,为同类工程提供了可供借鉴的经验。

  1、引言

  本文以广东省中医院教学科研综合大楼呼吸式幕墙吊装方式为例,研究了窄腔外呼吸式幕墙大单元板块的吊装技术要点。自主设计出的一套吊装系统解决了现场空间狭小,剪力墙较多的难题。形成了一套完整的适用于高层建筑呼吸式幕墙大单元板块的吊装系统。

  广东省中医科学研修院教学科研综合大楼主体为全框架式结构,结构高度约105.2米。框架结构楼板厚度140mm,幕墙埋件分别埋设于各楼层板结构边沿。此楼工程双层呼吸式幕墙分布于塔楼的南面和东面,单个板块的重量可达500KG。

  大单元板块吊装流程为:安装吊装设备 →校核大单元转接件的准确度→ 设置安全警戒区→运送大单元玻璃板块→大单元玻璃板块吊装→ 板块微调→板块校准固定→相邻两板块拼缝注防水密封胶。

  2、吊装系统概述及设计验算

  吊装采用卷扬机垂直运输和电动葫芦、手动葫芦水平运输两种方式相结合。

  吊装系统由小吊车、卷扬机、配重、定滑轮、钢丝绳、卸扣、小推车、吊船吊臂、手拉葫芦、工字钢轨道、电动葫芦组成。安装顺序如下所示:

  (1)安装小吊车底座;

  (2)安装卷扬机;

  (3)安装小吊车配重;

  (4)安装吊臂和滑轮;

  (5)撑起小吊车,合闭电源,下放钢丝绳;

  (6)安装吊船吊臂;

  (7)在吊臂后及吊臂下方首层安装配重;

  (8)吊臂上钢丝绳下放并用手拉葫芦在首层配重上固定;

  (9)工字钢轨道安装;

  (10)电动葫芦安装;

  (11)单元体吊装就位。

  3、垂直运输系统研究

  垂直吊装系统是依靠自主设计的吊装小车完成,其主要组成部分是卷扬机。

  3.1起吊小车形式

  如下图所示:

  小吊车安装好后用钢丝绳把吊车架牢固的固定在室内结构柱上,预防起吊时小吊车吊臂受力吊车移位。

  4.垂直吊装系统验算

  考虑到现场吊装的要求,课题小组针对自主设计的小吊车进行验算分析,如图所示:

  将吊着板块的小吊车作为一个整体来考虑。

  (一)验算小吊车绕支腿点的稳定:

  配重选用标准生铁配种,每个配重的重量为:25㎏

  总共设40个配重,配重总重量9.8 KN

  T1=9.8×4=39.2KN.m

  单元板块自重:

  G=1.3×9.8=12.74 KN

  T2=12.74×2=25.48 KN.m

  T1>T2,因此整体稳定满足要求。

  (二)验算Ф12钢丝绳的强度:

  25.48= T22×0.869

  T22=29.32 KN显然满足要求。

  (三)验算Φ12钢丝绳的强度:

  T12=12.74 KN满足要求。

  (四)外伸臂的受力验算:

  外伸臂选用[10#槽钢,其受力形式主要是压力,保守的取其压力为:

  12.74+29.32=42.06 KN

  δ=N/A=42060/1274=33.01N/mm2满足要求。

  综上可知,小吊车系统的设计满足要求。

  根据楼板的设计活荷载设计值为4KN/㎡(25层),,采用三根工字钢搭载在次梁上,变集中荷载为均部荷载,在工字钢上做一个5㎡的架子,在卷扬机的尾部增加20个配重,即满足了吊装荷载要求,也满足了层间结构受力要求。

  (五)吊装系统钢架验算:

  5.1 计算模型

  课题小组根据设计的吊装系统,首先建立了钢架的计算模型,简图如下:

  验算结果

  本吊装系统有1种材料:Q235钢(A3钢)

  综上可知,小吊车系统的设计满足要求。

  5.小结

  本文研究了高层建筑幕墙工程施工时大单元板块吊装系统的设计特点和要点,包括垂直运输的吊车系统,并加以验算,确保研究系统安全可靠。此吊装方式极具典型性和代表性可以为类似工程提供可供参考的借鉴经验。

文章标题:高层建筑幕墙设计要点

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