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上海中心外幕墙数字化精益施工技术

来源:中国幕墙网收集整理  作者:孟根宝力高  日期:2013-12-12
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  上海中心外墙幕墙以其多层悬挂(每区12至15层)、135度连续扭转、大跨悬空支撑(钢构系统外悬挑最大12米)、巨大的工程体量(超13万平米,20327个单元板块)以及632米超高等特征,为连续、安全和绿色施工提出了挑战。为此,采用系统方法,从外立面方案确定、结构体系选择,新材料选择和施工方案选择等多方面,尊重建筑理念的同时,充分研究大批量化工艺,确保其可建性;采用可视化预控BIM数字化工具,为复杂体态幕墙板块构建、多工种交叉集成施工等诸多方面创造有利条件。数字化、智能化和柔性化为特点的第三次工业革命悄然到来,建筑幕墙应做充分准备。本文总结适用于超大复杂工程的系统思维方法和批量工艺化、模块化、装配化、数字化施工管理理念运用经验,欲为绿色集成施工和管理提供借鉴。关键词:系统方法、施工批量化工艺、BIM技术、数字化、超大复杂工程。

  2、单元板块的精度要求:

  为确保每一片玻璃、每一块铝板和每一个构件都合乎设计要求,在生产组裝过程制定如下标准。

 

  3、现场安装定位精度要求:

  2.3 施工变形控制设计上海中心大厦工程塔楼自下而上分为九个区,除九区外,其余各区玻璃幕墙的支撑体系主要由水平周边曲梁、水平径向支撑和纵向钢吊杆组成,在各处曲梁和径向支撑相交位置的曲梁上连接两根高强吊杆将所有水平曲梁吊挂至位于每区上部机电层的径向与环向钢桁架上。根据上海中心幕墙钢结构的整个构造特点,属于柔性结构体系,对于整个幕墙结构系统,一方面要吸收风荷载的能量、自身的荷载以及温度变形,将能量和荷载传递给幕墙支撑钢结构,另一方面要能够吸收主体结构传递给幕墙支撑钢结构以及支撑钢结构内部的能量和变形。为使幕墙在各种设计工况下保证其正常性能,我司在幕墙系统设计过程中,主要从以下方面控制支撑钢结构及幕墙变形:

  1、增加悬挑钢桁架的刚度:外幕墙及支撑钢结构都通过径向和横向钢桁架从主体结构外挑,其所有荷载和能量也通过钢桁架传递给主体结构。钢桁架的刚度与支撑钢结构的位移有直接的关系。为减小悬挑钢桁架的不均匀沉降,降低由其他不确定因素引起的施工、安装误差,我司建议设计院在进行悬挑钢桁架设计时,适当提高钢桁架的刚度;

  2、施工预调高:通过提高悬挑钢桁架的刚度,虽能够在一定程度上减小钢桁架在幕墙和支撑钢结构作用下的变形,但是无法完全消除。每个区的支撑钢结构通过25榀钢桁架外挑,因每榀钢桁架的外挑长度不一致,在荷载作用下,其产生的变形也是不均匀的。为保证支撑钢结构及幕墙安装完成后,环梁及幕墙处于同一水平高度,需对桁架安装的理论标高进行预调。我司会同机施对正常使用荷载和施工荷载进行分析,对25榀悬挑桁架的理论安装标高进行不同数值的预调,已消除钢桁架在安装和使用过程中所产生的不均匀沉降。

  3、 幕墙吸收变形设计:幕墙的单元板块不仅需要适应和吸收支撑钢结构传递的变形,同时也需要吸收和传递各种荷载作用所产生的内力和变形。我司在幕墙设计过程中,通过单元幕墙公母框的插接设计,能够很好的吸收建筑平面内和平面外变形。另外,因楼体在风荷载和地震荷载作用下产生摆动,每个区最下端幕墙开口部位将产生+80/-180mm的位移,幕墙通过滑移滚轴的机械装置来吸收。

  3 幕墙施工工艺

  3.1 施工方案的选择

  将建筑师的意图转化成现实,是一个不断细化、实验、评审、实施的过程,面对上海中心大厦超高、扭转、悬挑这一特殊的异型结构,外幕墙施工方案的选择必须遵循安全、高效、可调节、可分解的原则,适应结构不断变化的结构形式,创造出合理、安全、可靠的施工作业条件,将图纸中每一个细节转化成建筑实体。

  针对上海中心大厦结构特点及作业环境的研究,确定外幕墙安装采用已有塔吊进行单元板的垂直吊装运输,单元板通过设置的专用卸料平台进入指定储存楼层,通过设置在每个区的设备层的轨道式悬臂吊机,将单元板从储存层通过在指定位置的出板平台吊出,安装人员通过设置的操作平台辅助轨道式吊机吊运单元板到达安装位置,单元板到位后,已经在安装位置的操作人员进行单元板的安装,轨道吊机卸钩后返回出板平台进行下一块板吊运。配合主体结构的整体施工,每一个区是一个施工段(配图说明施工段的划分,说明幕墙的安装与主体、支撑钢结构的施工关系)。

  本区安装单元板的同时,监测上一区支撑钢结构安装精度,并利用支撑钢结构平台安装幕墙转接件,并测量安装精度。幕墙一个区施工完成后,将吊机、操作平台、辅助卸料平台、出板平台拆除后翻转至上一个区组装,开始上一个区的安装。

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上海中心大厦,位于浦东的陆家嘴功能区,占地3万多平方米,所处地块东至东泰路,南依银城南路,北靠花园石桥路,西临银城中路,为上海陆家嘴摩天大楼建设计划最后的压轴工程。其建筑设计方案由美国Gensler建
原文地址:http://www.52mqw.com/info/2013-12-12/35931-1.htm
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