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上海中心外幕墻數字化精益施工技術

來源:中國幕墻網收集整理  作者:孟根寶力高  日期:2013-12-12
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  上海中心外墻幕墻以其多層懸掛(每區12至15層)、135度連續扭轉、大跨懸空支撐(鋼構系統外懸挑最大12米)、巨大的工程體量(超13萬平米,20327個單元板塊)以及632米超高等特征,為連續、安全和綠色施工提出了挑戰。為此,采用系統方法,從外立面方案確定、結構體系選擇,新材料選擇和施工方案選擇等多方面,尊重建筑理念的同時,充分研究大批量化工藝,確保其可建性;采用可視化預控BIM數字化工具,為復雜體態幕墻板塊構建、多工種交叉集成施工等諸多方面創造有利條件。數字化、智能化和柔性化為特點的第三次工業革命悄然到來,建筑幕墻應做充分準備。本文總結適用于超大復雜工程的系統思維方法和批量工藝化、模塊化、裝配化、數字化施工管理理念運用經驗,欲為綠色集成施工和管理提供借鑒。關鍵詞:系統方法、施工批量化工藝、BIM技術、數字化、超大復雜工程。

  2、單元板塊的精度要求:

  為確保每一片玻璃、每一塊鋁板和每一個構件都合乎設計要求,在生產組裝過程制定如下標準。

 

  3、現場安裝定位精度要求:

  2.3 施工變形控制設計上海中心大廈工程塔樓自下而上分為九個區,除九區外,其余各區玻璃幕墻的支撐體系主要由水平周邊曲梁、水平徑向支撐和縱向鋼吊桿組成,在各處曲梁和徑向支撐相交位置的曲梁上連接兩根高強吊桿將所有水平曲梁吊掛至位于每區上部機電層的徑向與環向鋼桁架上。根據上海中心幕墻鋼結構的整個構造特點,屬于柔性結構體系,對于整個幕墻結構系統,一方面要吸收風荷載的能量、自身的荷載以及溫度變形,將能量和荷載傳遞給幕墻支撐鋼結構,另一方面要能夠吸收主體結構傳遞給幕墻支撐鋼結構以及支撐鋼結構內部的能量和變形。為使幕墻在各種設計工況下保證其正常性能,我司在幕墻系統設計過程中,主要從以下方面控制支撐鋼結構及幕墻變形:

  1、增加懸挑鋼桁架的剛度:外幕墻及支撐鋼結構都通過徑向和橫向鋼桁架從主體結構外挑,其所有荷載和能量也通過鋼桁架傳遞給主體結構。鋼桁架的剛度與支撐鋼結構的位移有直接的關系。為減小懸挑鋼桁架的不均勻沉降,降低由其他不確定因素引起的施工、安裝誤差,我司建議設計院在進行懸挑鋼桁架設計時,適當提高鋼桁架的剛度;

  2、施工預調高:通過提高懸挑鋼桁架的剛度,雖能夠在一定程度上減小鋼桁架在幕墻和支撐鋼結構作用下的變形,但是無法完全消除。每個區的支撐鋼結構通過25榀鋼桁架外挑,因每榀鋼桁架的外挑長度不一致,在荷載作用下,其產生的變形也是不均勻的。為保證支撐鋼結構及幕墻安裝完成后,環梁及幕墻處于同一水平高度,需對桁架安裝的理論標高進行預調。我司會同機施對正常使用荷載和施工荷載進行分析,對25榀懸挑桁架的理論安裝標高進行不同數值的預調,已消除鋼桁架在安裝和使用過程中所產生的不均勻沉降。

  3、 幕墻吸收變形設計:幕墻的單元板塊不僅需要適應和吸收支撐鋼結構傳遞的變形,同時也需要吸收和傳遞各種荷載作用所產生的內力和變形。我司在幕墻設計過程中,通過單元幕墻公母框的插接設計,能夠很好的吸收建筑平面內和平面外變形。另外,因樓體在風荷載和地震荷載作用下產生擺動,每個區最下端幕墻開口部位將產生+80/-180mm的位移,幕墻通過滑移滾軸的機械裝置來吸收。

  3 幕墻施工工藝

  3.1 施工方案的選擇

  將建筑師的意圖轉化成現實,是一個不斷細化、實驗、評審、實施的過程,面對上海中心大廈超高、扭轉、懸挑這一特殊的異型結構,外幕墻施工方案的選擇必須遵循安全、高效、可調節、可分解的原則,適應結構不斷變化的結構形式,創造出合理、安全、可靠的施工作業條件,將圖紙中每一個細節轉化成建筑實體。

  針對上海中心大廈結構特點及作業環境的研究,確定外幕墻安裝采用已有塔吊進行單元板的垂直吊裝運輸,單元板通過設置的專用卸料平臺進入指定儲存樓層,通過設置在每個區的設備層的軌道式懸臂吊機,將單元板從儲存層通過在指定位置的出板平臺吊出,安裝人員通過設置的操作平臺輔助軌道式吊機吊運單元板到達安裝位置,單元板到位后,已經在安裝位置的操作人員進行單元板的安裝,軌道吊機卸鉤后返回出板平臺進行下一塊板吊運。配合主體結構的整體施工,每一個區是一個施工段(配圖說明施工段的劃分,說明幕墻的安裝與主體、支撐鋼結構的施工關系)。

  本區安裝單元板的同時,監測上一區支撐鋼結構安裝精度,并利用支撐鋼結構平臺安裝幕墻轉接件,并測量安裝精度。幕墻一個區施工完成后,將吊機、操作平臺、輔助卸料平臺、出板平臺拆除后翻轉至上一個區組裝,開始上一個區的安裝。

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上海中心大廈,位于浦東的陸家嘴功能區,占地3萬多平方米,所處地塊東至東泰路,南依銀城南路,北靠花園石橋路,西臨銀城中路,為上海陸家嘴摩天大樓建設計劃最后的壓軸工程。其建筑設計方案由美國Gensler建
原文地址:http://www.52mqw.com/info/2013-12-12/35931-1.htm
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