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腾讯数码大厦大跨度不锈钢龙骨幕墙系统分析

来源:2019年会论文集  作者:彭赞峰 邓军华  日期:2019-6-13
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   提要:WT8—大堂不锈钢装饰柱幕墙系统是本项目的难点和亮点之一,该系统无横梁设计,不锈钢立柱最大跨度19m,外观截面尺寸为600mm*90mm,表面喷砂处理,以实现建筑的简洁通透效果。本文从结构受力、施工便捷性、工艺可行性等方面对该系统进行解析,为类似幕墙系统提供设计思路和工程借鉴。
   关键词:不锈钢立柱;无横梁设计;大跨度;喷砂处理

  1、工程概况

  腾讯数码大厦位于深圳?#24515;?#23665;区前海深港现代服务业合作区内,总建筑面积约30万平方米,共有两栋分别为230米和155米的塔楼、五座附属商墅建筑物以及下沉广场和人行连桥组成的裙房,该项目幕墙面积约11万平方米。

图一:腾讯数码大厦效果图

  幕墙类型主要包括:单元式玻璃幕墙框架式玻璃幕墙(词条“框架式玻璃幕墙”由行业大百科提供)、大堂不锈钢装饰柱幕墙、连桥幕墙、屋面采光顶、屋面格栅、雨篷、石材幕墙等。

  幕墙系统?#19981;?#20998;为13个,其中WT-1(单元式玻璃幕墙)、WT-2(单元式玻璃幕墙)、WT-3~6(连桥幕墙)、WT-8(大堂不锈钢龙骨(词条“龙骨”由行业大百科提供)幕墙)为本项目的重难点系统,其局部效果如下:

图二:WT-1系统局部效果图 图三:WT-2系统局部效果图

图四:WT-3~6连桥幕墙效果图

图五:WT-8大堂不锈钢龙骨幕墙效果图

  不锈钢立柱(词条“立柱”由行业大百科提供)幕墙是位于大堂,表面采用喷砂处理,对大堂位置装饰效果影响非常直接,建筑师要求表面效果达到苹果体验店不锈钢喷砂的视觉效果,采用的不锈钢立柱加工难度大并对表面处理有非常高的要求,下文对该系统进行阐述。

  2、不锈钢立柱设计分析

  2.1、招标方?#38468;?#32461;

  立柱为组合截面立柱,内部为70mm厚实心碳钢钢板,可视面两侧为10mm厚不锈钢板,后侧为1mm厚不锈钢板,表面喷砂处理,其中70mm碳钢钢板为受力构件,10mm和1mm不锈钢为装饰构件,碳钢钢板与10mm不锈钢钢板通过M24x90mm不锈钢猪鼻螺栓进行连接,螺栓间距800mm,1mm不锈钢板通过结构胶进行粘接(词条“粘?#21360;?#30001;行业大百科提供)固定,立柱跨度大,种类多,共58种长度,最大跨度达到19.35m,水平分格为2250mm,系统无横梁(词条“横梁”由行业大百科提供)设计,在立柱上?#38468;?/a>三角形转接件+PVC垫片做为玻璃托件。

图六:立柱长度统计表

?#35745;擼?#26631;准横剖节点

?#21450;耍?#19977;维示意图

  2.2、深化方?#38468;?#32461;

  通过?#38468;?#32452;合实现龙骨外观尺寸,不同跨度设计不同壁厚,前后端(10mm/20mm/40mm),两侧壁厚为10mm。壁厚计算结果数据如下表:

  从上表分析可知,深化方案完全满足结构受力要求。

  2.3、招标方案与深化方案对比

  2.3.1、外观尺寸、可视效果

  深化方案外观尺寸与招标方案完全一致,去掉螺栓后外视效果更为简洁,且能更好的保证外视效果;

图九:不锈钢龙骨外观尺寸对照

  样品实物照片如下:

  深化方案外观效果更佳主要体现在以下五个方面:

  1)招标方案立柱由10mm厚不锈钢板和70mm厚碳钢钢板拼接,由于碳钢钢板加工精度及长度较长等原因,碳钢钢板加工平整度较难保证,导致不锈钢与碳钢钢板组合时表面不平整;深化方案立柱为10mm厚不锈钢板?#38468;?#25104;整体,表面平整度高。

  2)招标方案立柱外侧为不锈钢板,内侧为碳钢钢板,两者通过猪鼻螺栓连接固定,碳钢钢板出现生锈?#20445;?#38152;水可能会从螺栓孔位置流出,污染外侧不锈钢板表面,影响效果。

  3)招标方案立柱可视面由10mm厚不锈钢板(热轧型材(词条“型材”由行业大百科提供))和1mm厚不锈钢板(冷轧型材)组成,由于热轧和冷轧基材不一致,表面喷砂效果有一定差异,影响视觉效果。

  4)招标方案立柱后侧装饰板为1mm厚不锈钢板,两侧密封胶填缝(词条“填缝”由行业大百科提供),实际工程立柱长度较长,平整度很难保证,同时1mm不锈钢板会由多块拼接,存在拼接缝;深化方案不锈钢立柱无密封胶及拼接缝,视觉效果更优。

  5)招标方案立柱由猪鼻螺栓(@800mm)连接固定,深化方案立柱无连接螺栓,无需加工螺栓孔,加工方便,表面整体性好,视觉效果更优。

  2.3.2运输、安装、经济性

  单根龙骨重量分析,取最长立柱计算,招标方案立柱重量为7087kg,吊装难度很高,且不方便加工、运输。深化方案立柱重量为2608kg,重量明?#32422;?#23567;,对加工、运输、安装极为有利,同?#26412;?#26377;更好的经济性。

  3、无横梁设计分析

  立柱为组合截面立柱,可视面为10mm厚不锈钢板,表面喷砂处理,内部为70mm厚实心碳钢钢板,立柱跨度大,种类多,共58种长度,最大跨度达到19.35m,水平分格为2250mm,系统无横梁设计,在立柱上?#38468;?#19977;角形转接件+PVC垫片做为玻璃托件。

图十:玻璃竖?#24335;?#28857;

  由于建筑师?#38750;?#22823;堂的通透性,采用无横梁设计方案,效果简洁大方,玻璃通过底部斜向三角垫块承重,为非常规做法,需考虑玻璃局部应力及垫块位置对玻璃的影响,经过SAP2000有限元计算分析,该斜向三角形垫块?#20154;?#24179;垫块有利,玻璃垫块设置在端部,对玻璃的应力和变形影响非常小, 分析结果如下:

  计算模?#22270;?#22270;十一:

图十一:玻璃计算模型

  强度校核结果见图十二:

  在自重作用下,玻璃应力σmax=0.369 N/mm2,满足要求!

图十二:强度计算结果

  挠度校核结果见图十三:

  在自重作用下,玻璃挠度最大值dmax=0.021mm,满足要求!

图十三:挠度计算结果

  4、表面喷砂处理分析

  不锈钢表面处理方式多种多样,本项目建筑师选择喷砂处理,颗粒的大小、均?#21462;?#24037;艺方法都会影响表面喷砂的质?#26657;?#22312;多次样?#20998;?#20316;过程中,好的喷砂效果呈现需注意以下几点:

  1)材质的选择,建议选择钛钢(即316L),由于钛?#24149;?#23398;性更稳定,不容易生锈,比常规不锈钢?#24149;?#26448;效果更佳,钛钢生产厂家可以选择浦项、太钢、张浦、宝钢。

  2)喷砂过程中表面容易被污染,全程需做好隔离防护,隔离材料可以选择橡胶制品。

  3)招标方?#38050;?mm不锈钢板和10mm不锈钢板呈现出来的效果不一致,1mm不锈钢板为冷轧板,10mm不锈钢板为热轧板(词条“热轧板”由行业大百科提供),相?#28909;?#36711;板,冷轧板具有尺寸精确,厚度均匀,表面质量优越,有利于下道工序的加工,所以冷轧板呈现更加的表面效果,热轧板处理可选择要求壁厚+2mm的原板进行刨、打磨平整掉2mm,再表面处理。

  4)喷砂完成后表面极易被污染,指纹、沾灰、?#38395;?#37117;会留下比?#21414;?#26174;的痕迹,所以表面完成后续封油处理,即防指纹处理,可有效保护表面。

  5、结语

  随着时代的发展,出现了大量的新结构、新材料、新形式、新工艺的现代建筑,尤其是新材?#31995;?#24212;用,建筑师在建筑美学、建筑分格、体型等方面有更大的想象空间,同时也给幕墙行业带来比较大的促进和创新源动力。深圳腾讯数码大厦幕墙工程外形新?#20445;?#31995;统复杂多变,项目难点较多,本?#38590;?#25321;大堂大跨度不锈钢龙骨幕墙系统进行分析介绍,多次试验并充分论证,从构造、工艺、施工等方面来提升项目?#20998;剩?#21516;?#26412;?#26377;更佳的经济性能,给今后类似项目提供参考和工程借鉴。

  参考文献

  [1] 《玻璃幕墙工程技术规范》 (JGJ 102-2003)

  [2] 《建筑幕墙(词条“建筑幕墙”由行业大百科提供)》 (GB /T 21086-2007)

  [3] 《不锈钢冷轧钢板钢带》 (GB /T 3280-2007)

  [4] 《不锈钢热轧钢板和钢带》 (GB /T 4237-2007)

  [5] 《钢结构设计规范》 (GB50017-2003)

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原文地址:http://www.52mqw.com/info/2019-6-13/46097-1.htm
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