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上海中心外幕墻數(shù)字化精益施工技術(shù)

來(lái)源:中國(guó)幕墻網(wǎng)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(qū)12至15層)、135度連續(xù)扭轉(zhuǎn)、大跨懸空支撐(鋼構(gòu)系統(tǒng)外懸挑最大12米)、巨大的工程體量(超13萬(wàn)平米,20327個(gè)單元板塊)以及632米超高等特征,為連續(xù)、安全和綠色施工提出了挑戰(zhàn)。為此,采用系統(tǒng)方法,從外立面方案確定、結(jié)構(gòu)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(shí),充分研究大批量化工藝,確保其可建性;采用可視化預(yù)控BIM數(shù)字化工具,為復(fù)雜體態(tài)幕墻板塊構(gòu)建、多工種交叉集成施工等諸多方面創(chuàng)造有利條件。數(shù)字化、智能化和柔性化為特點(diǎn)的第三次工業(yè)革命悄然到來(lái),建筑幕墻應(yīng)做充分準(zhǔn)備。本文總結(jié)適用于超大復(fù)雜工程的系統(tǒng)思維方法和批量工藝化、模塊化、裝配化、數(shù)字化施工管理理念運(yùn)用經(jīng)驗(yàn),欲為綠色集成施工和管理提供借鑒。關(guān)鍵詞:系統(tǒng)方法、施工批量化工藝、BIM技術(shù)、數(shù)字化、超大復(fù)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(gè)構(gòu)件都合乎設(shè)計(jì)要求,在生產(chǎn)組裝過(guò)程制定如下標(biāo)準(zhǔn)。

 

  3、現(xiàn)場(chǎng)安裝定位精度要求:

  2.3 施工變形控制設(shè)計(jì)上海中心大廈工程塔樓自下而上分為九個(gè)區(qū),除九區(qū)外,其余各區(qū)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(qiáng)吊桿將所有水平曲梁吊掛至位于每區(qū)上部機(jī)電層的徑向與環(huán)向鋼桁架上。根據(jù)上海中心幕墻鋼結(jié)構(gòu)的整個(gè)構(gòu)造特點(diǎn),屬于柔性結(jié)構(gòu)體系,對(duì)于整個(gè)幕墻結(jié)構(gòu)系統(tǒng),一方面要吸收風(fēng)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(jié)構(gòu),另一方面要能夠吸收主體結(jié)構(gòu)傳遞給幕墻支撐鋼結(jié)構(gòu)以及支撐鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部的能量和變形。為使幕墻在各種設(shè)計(jì)工況下保證其正常性能,我司在幕墻系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中,主要從以下方面控制支撐鋼結(jié)構(gòu)及幕墻變形:

  1、增加懸挑鋼桁架的剛度:外幕墻及支撐鋼結(jié)構(gòu)都通過(guò)徑向和橫向鋼桁架從主體結(jié)構(gòu)外挑,其所有荷載和能量也通過(guò)鋼桁架傳遞給主體結(jié)構(gòu)。鋼桁架的剛度與支撐鋼結(jié)構(gòu)的位移有直接的關(guān)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(shè)計(jì)院在進(jìn)行懸挑鋼桁架設(shè)計(jì)時(shí),適當(dāng)提高鋼桁架的剛度;

  2、施工預(yù)調(diào)高:通過(guò)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(jié)構(gòu)作用下的變形,但是無(wú)法完全消除。每個(gè)區(qū)的支撐鋼結(jié)構(gòu)通過(guò)25榀鋼桁架外挑,因每榀鋼桁架的外挑長(zhǎng)度不一致,在荷載作用下,其產(chǎn)生的變形也是不均勻的。為保證支撐鋼結(jié)構(gòu)及幕墻安裝完成后,環(huán)梁及幕墻處于同一水平高度,需對(duì)桁架安裝的理論標(biāo)高進(jìn)行預(yù)調(diào)。我司會(huì)同機(jī)施對(duì)正常使用荷載和施工荷載進(jìn)行分析,對(duì)25榀懸挑桁架的理論安裝標(biāo)高進(jìn)行不同數(shù)值的預(yù)調(diào),已消除鋼桁架在安裝和使用過(guò)程中所產(chǎn)生的不均勻沉降。

  3、 幕墻吸收變形設(shè)計(jì):幕墻的單元板塊不僅需要適應(yīng)和吸收支撐鋼結(jié)構(gòu)傳遞的變形,同時(shí)也需要吸收和傳遞各種荷載作用所產(chǎn)生的內(nèi)力和變形。我司在幕墻設(shè)計(jì)過(guò)程中,通過(guò)單元幕墻公母框的插接設(shè)計(jì),能夠很好的吸收建筑平面內(nèi)和平面外變形。另外,因樓體在風(fēng)荷載和地震荷載作用下產(chǎn)生擺動(dòng),每個(gè)區(qū)最下端幕墻開(kāi)口部位將產(chǎn)生+80/-180mm的位移,幕墻通過(guò)滑移滾軸的機(jī)械裝置來(lái)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(zhuǎn)化成現(xiàn)實(shí),是一個(gè)不斷細(xì)化、實(shí)驗(yàn)、評(píng)審、實(shí)施的過(guò)程,面對(duì)上海中心大廈超高、扭轉(zhuǎn)、懸挑這一特殊的異型結(jié)構(gòu),外幕墻施工方案的選擇必須遵循安全、高效、可調(diào)節(jié)、可分解的原則,適應(yīng)結(jié)構(gòu)不斷變化的結(jié)構(gòu)形式,創(chuàng)造出合理、安全、可靠的施工作業(yè)條件,將圖紙中每一個(gè)細(xì)節(jié)轉(zhuǎn)化成建筑實(shí)體。

  針對(duì)上海中心大廈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及作業(yè)環(huán)境的研究,確定外幕墻安裝采用已有塔吊進(jìn)行單元板的垂直吊裝運(yùn)輸,單元板通過(guò)設(shè)置的專用卸料平臺(tái)進(jìn)入指定儲(chǔ)存樓層,通過(guò)設(shè)置在每個(gè)區(qū)的設(shè)備層的軌道式懸臂吊機(jī),將單元板從儲(chǔ)存層通過(guò)在指定位置的出板平臺(tái)吊出,安裝人員通過(guò)設(shè)置的操作平臺(tái)輔助軌道式吊機(jī)吊運(yùn)單元板到達(dá)安裝位置,單元板到位后,已經(jīng)在安裝位置的操作人員進(jìn)行單元板的安裝,軌道吊機(jī)卸鉤后返回出板平臺(tái)進(jìn)行下一塊板吊運(yùn)。配合主體結(jié)構(gòu)的整體施工,每一個(gè)區(qū)是一個(gè)施工段(配圖說(shuō)明施工段的劃分,說(shuō)明幕墻的安裝與主體、支撐鋼結(jié)構(gòu)的施工關(guān)系)。

  本區(qū)安裝單元板的同時(shí),監(jiān)測(cè)上一區(qū)支撐鋼結(jié)構(gòu)安裝精度,并利用支撐鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)安裝幕墻轉(zhuǎn)接件,并測(cè)量安裝精度。幕墻一個(gè)區(qū)施工完成后,將吊機(jī)、操作平臺(tái)、輔助卸料平臺(tái)、出板平臺(tái)拆除后翻轉(zhuǎn)至上一個(gè)區(qū)組裝,開(kāi)始上一個(gè)區(qū)的安裝。

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上海中心大廈,位于浦東的陸家嘴功能區(qū),占地3萬(wàn)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(shè)計(jì)劃最后的壓軸工程。其建筑設(shè)計(jì)方案由美國(guó)Gensler建
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