深圳市文化中心位于深圳市福田中心區(qū),與美麗的蓮花山公園相伴。該工程的建筑設(shè)計由世界著名建筑設(shè)計大師日本株式會社磯崎新先生設(shè)計;
結(jié)構(gòu)設(shè)計由世界著名空間結(jié)構(gòu)設(shè)計大師川口衛(wèi)先生設(shè)計;
玻璃垂簾
幕墻是由日本磯崎新設(shè)計所、北京建筑設(shè)計研究院和深圳市瑞華公司共同設(shè)計完成的。該工程設(shè)計創(chuàng)意:高山流水、音樂琴弦;工程的創(chuàng)新設(shè)計:玻璃垂簾幕墻。
一、文化中心玻璃垂簾幕墻的結(jié)構(gòu)特點
1.垂簾幕墻的結(jié)構(gòu)
深圳市文化中心玻璃垂簾幕墻采用了大跨度空間
曲面、網(wǎng)狀
鋼結(jié)構(gòu)、發(fā)絲亂紋
不銹鋼裝飾包柱。該工程由圖書館和音樂廳部分組成,每跨的空間跨度為寬96m,高30m,中間無任何支承點,承力結(jié)構(gòu)由96根斜
立柱和120長短不一的斜鋼柱組成,最長的斜鋼柱長度達(dá)32m,斜鋼柱的下端為固結(jié)體系,上端鉸結(jié)體系,屋面鋼結(jié)構(gòu)不承受玻璃垂幕的自重。
垂幕的上邊為一直線,下邊為一不規(guī)則曲線,96根立柱的兩端點落在這兩條直線上,且以投影尺寸為1560mm的間隔平行排列。每根立柱又以垂直
標(biāo)高為2400mm的間隔相錯分格,并在分格點的斜立柱內(nèi)側(cè)設(shè)計一
鑄鋼節(jié)點。垂簾幕墻的結(jié)構(gòu)T檁通過這些受力節(jié)點相連接,形成一不規(guī)則的、以2500多個不相等的三角形分格組成的空間曲面,以形成一整體的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)受力體系。
2.斜立柱的結(jié)構(gòu)(主承力件)
每根斜立柱由
腹板為10mm厚、水平
斷面尺寸為735×145mm的
鋼板拼焊成矩形結(jié)構(gòu)。再用
表面處理成亂針紋紋路的
不銹鋼板包飾成水平斷面尺寸為925×200mm的腰型柱體;斜立柱柱的腹板面始終與立投影面垂直,最長柱達(dá)32m;與地面最小夾角的達(dá)柱約67.50。
3.連接節(jié)點及玻璃特點
鑄鋼節(jié)點1300余個;受力結(jié)構(gòu)T檁2615條;縱向玻璃
框架T檁1180余條;不銹鋼
裝飾板約5500㎡;垂幕的所有斜立柱、玻璃、T檁、不銹鋼裝飾板等
構(gòu)件的尺寸均不相等;垂簾幕墻玻璃共2500多塊三角形異性鋼化LOW-E
中空夾膠玻璃,約4500㎡。
二、工程施工技術(shù)質(zhì)量控制手段
1.針對施工難點,采取技術(shù)措施
由結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點可知,該工程異形件多,曲面多,三維尺寸多,難以通過計算完成的構(gòu)件設(shè)計多,很多構(gòu)件設(shè)計通過模型實驗完成的。上下結(jié)合點間距大、跨度大,即:是一座難點多多的大型玻璃垂幕工程。安裝前,展現(xiàn)在眼前的是一個總面積約6960㎡的大洞口,中間無任何生根的
固定點;安裝后,垂幕的上邊為一直線,下邊為一不規(guī)則曲線,96根立柱的兩端點落在這兩條直線上,且以投影尺寸為1560mm的間隔平行排列,實現(xiàn)其良好的設(shè)計效果。其施工主要難點并采取的技術(shù)措施如下:
。1)安裝施工前,定位放線問題及技術(shù)措施:由于本工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜,頂邊沿軸線為直線設(shè)置,下面垂幕底腳部沿曲線設(shè)置,整個玻璃垂暮波浪起伏,呈琴弦狀,各構(gòu)件的外形尺寸長短不一,給構(gòu)件安裝定位放線十分困難,為此負(fù)責(zé)施工的單位特意組織人力進(jìn)行攻關(guān),工程技術(shù)人員編制了詳細(xì)的安裝定位放線程序,用專用旋轉(zhuǎn)儀進(jìn)行測量定位,由經(jīng)驗豐富的工人進(jìn)行放線實驗,經(jīng)實踐摸索,進(jìn)行工程整體測量、驗證確認(rèn)完全符合設(shè)計要求,以保證構(gòu)件安裝位置的正確性。
(2)保證大間距斜支柱安裝交點同心度問題及技術(shù)措施:幕墻豎向斜鋼柱上下固定交點間距長達(dá)30米,上交點
螺栓固定在屋面鋼架上,螺栓孔直徑為27mm,底座上的下交點(
地腳螺栓)有直徑36mm的19個螺栓孔,在這大距離的固定點,要保證上下交點共20個螺栓孔的同心度,難度很大,
吊裝時容易
變形,且斜鋼柱與底部鋼
支座要求進(jìn)行高質(zhì)量的
焊接,難上難。施工單位組織編制了吊裝程序并革新了專用機具,保證了上下交點孔的同心度。
(3)保證多焊縫的焊接質(zhì)量和控制變形量問題及技術(shù)措施:構(gòu)件加工焊接:斜鋼柱由10mm厚、水平斷面尺寸為735×145mm的鋼板拼焊成矩形結(jié)構(gòu),革新專用定位防變形
夾具、利用千斤頂、拉碼、校直機等
設(shè)備、機具保證斜鋼柱等焊接構(gòu)件尺寸符合設(shè)計要求;現(xiàn)場安裝焊接:斜鋼柱與斜鋼柱之間連接,斜鋼柱與支座連接、T懔與鑄鋼短柱焊接焊縫近萬條,焊接量大,對構(gòu)件外形尺寸要求高,須嚴(yán)格控制變形量;設(shè)計要求二級焊縫,必須全熔透,要求100%超聲探傷,且鑄鋼件與所連接構(gòu)件Q235的材質(zhì)不一樣,增加了焊接的難度。施工單位編制了詳細(xì)的焊接施工工藝,嚴(yán)格按工藝執(zhí)行;施工前,施工單位又組織焊接技術(shù)培訓(xùn)和崗位練兵;選用焊接操作技術(shù)水平高、經(jīng)驗豐富的焊接技師擔(dān)任主要
連接件的焊接,采取了種種措施,保證了焊接質(zhì)量,嚴(yán)格控制了構(gòu)件的變形量。
(4)大
型鋼構(gòu)件的吊裝、防止變形問題及技術(shù)措施:主要難點是施工場地狹小,80噸大吊車只能開進(jìn)一段;采取技術(shù)措施是,有臺階部位利用
卷揚機進(jìn)行滑移吊裝,安設(shè)平臺和橫向
拉索進(jìn)行橫向控制;斜鋼柱扁長又重,容易變形而又不能變形,革新專用防晃、防滑、防變形、防墜落的吊架和夾具等措施,保證了順利吊裝。
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