摘要:广东(潭州)会展中心二期及配套项目I包幕墙工程体量大,工期短,质量要求高。通过对幕墙支座方案的优化,保证了施工进度与施工质量,为同类型工程施工提供借鉴。
关键词:H型钢梁;幕墙支座;深化设计与施工
1 工程概况
广东(潭州)会展中心二期及配套项目I包位于佛山市北滘镇上僚片区,地上为展厅(共有5个馆),登录厅,室外连廊,仓库及部分配套会议、办公、管理及设备用房,总建筑面积约为141000 m2。工程下部主体采用钢框架支撑结构,屋盖采用钢桁架结构及双层网壳结构。外立面采用幕墙装饰,以“ 舟行海上,扬帆远航” 为立意,顺应水与帆的设计主题,体现了岭南自由飘逸的地域特质。
1.1 幕墙工程概况
图1 幕墙概况
幕墙工程由构件式横明竖隐玻璃幕墙、密缝式铝板幕墙和干挂式石材幕墙组成。幕墙面积约100000 m2,总工期为3个月,质量目标为确保获得广东省优良样板工程和建设工程国家级奖项。
2、幕墙工程难点及相应对策
工程难点是幕墙体量大,质量要求高,工期短,需采取合理的施工措施和施工组织,严格控制各关键节点,才能确保工程顺利完工。
本工程计划采用落地式双排脚手架作为幕墙施工平台。根据施工总进度计划,在主体钢结构整体吊装基本完成后开始脚手架搭设。综合考虑工期及施工难度等因素,考虑采用以下措施:幕墙与钢结构交叉施工,即在钢结构单元吊装完成后,利用产生的工作面,通过其它操作平台,开始幕墙部分工序的施工。当施工条件具备后,再搭设脚手架,进行幕墙其余工序的施工。
幕墙施工主要工序为:测量放线支座安装连接件安装主龙骨安装次龙骨安装避雷、防火、隐蔽处理面板连接注胶撕去保护膜清洗幕墙。
结合本工程实际情况,可以将幕墙支座安装与钢结构安装交叉施工。理由如下:
(1)幕墙支座安装工序较多,施工周期较长,提前施工可以节约工期。
(2)幕墙支座安装所需工作面较小。参考钢结构单元拼装焊接所用的挂笼,制作简易、可靠的操作平台(见图3),当具备工作面时,立即利用操作平台进行幕墙支座焊接作业。
图2 钢结构单元拼装焊接 图3 简易操作平台
为保证支座安装顺利进行,除了采用合适的操作平台,还需要设计合理的幕墙支座。
3 幕墙支座连接方案设计与调整
3.1 原设计方案
图4 原支座设计图
幕墙支座由3块12mm厚的钢板焊接而成(见图4),支座四周与钢梁焊接牢固。此支座方案优点是刚度大,强度高,受力性能好。但缺点也很明显:
(1)支座重量大。每个支座重约25公斤,当工人在挂笼上进行焊接作业时,难以将其移动操作。
(2)焊接难度大。支座与钢梁上翼缘的焊接属于仰焊,工作量大,不易施焊,只适合在脚手架上作业。
3.2支座深化设计
图5 支座设计初步修改方案
根据钢梁形式,结合施工实际操作情况,对原设计方案进行初步修改(见图5)。
(1)支座和H型钢梁上翼缘搭接,搭接宽度为300mm。施工时先把支座平放在钢梁上,然后进行焊接。焊接属于平焊,易于施焊。
(2)支座底部与钢梁腹板焊接加强。考虑焊条长度及施焊角度,支座底部钢板两端各预留30mm的施焊空间,即底部宽设计为240mm。
(3)支座上开设16.550mm长圆孔,方便转接件左右调节,消除支座安装误差。
支座经过优化后,重量仅为12公斤,焊接工作量也减少,可提高安装速度。
对支座的可靠度进行验算。本工程基本风压为0.6KPa,地面粗糙度为B类,
抗震设防烈度为7度。取高度为15.7m墙角位置分格1200mm5750mm的石材幕墙作为分析对象。计算可知,幕墙传递到转接件的水平设计荷载19kN,竖向设计荷载9kN。使用有限元软件Ansys15.0对支座进行整体计算。计算结果见图6、图7。
图6 支座应力分布图 图7 支座挠度图
支座最大挠度为0.32mm,最大应力为219 N/mm2。应力略大于规范限值(限值为215 N/mm2),需对支座进行加强。考虑在支座间增加12mm厚肋板。重新验算,计算结果见图8,图9。
图8 支座应力分布图 图9 支座挠度图
支座最大挠度为0.31mm,最大应力为144 N/mm2,满足规范要求。支座最终方案见图10。
图10 支座深化设计图
4支座施工工艺
测量放线支座放置支座焊接防腐处理。
4.1 测量放线
根据土建梁柱尺寸控制线,按照支座布置图及标高尺寸,在H型钢上用红笔划出支座放置控制线。
4.2 支座放置
将支座平放在钢梁上,调整好位置,再进行点焊定位。支座安装标高偏差不应大于10mm,位置偏差不应大于20mm。
4.3 支座焊接
焊接作业在挂笼平台上进行。先将支座顶板与H型钢梁上翼缘三面围焊,然后将肋板、底板与钢梁腹板焊接。焊接后除掉焊渣,不得存在表面气孔、夹渣、裂纹等缺陷。焊接时需在下方设接火斗,防止焊渣掉落,引发火灾。
4.4防腐处理
支座焊接完毕,应及时作防腐处理。焊缝先刷二道防锈漆,再刷一道银粉面漆。
5支座施工时关键节点处理
5.1 楼承板处理
钢梁上方需铺设楼承板。当楼承板安装完毕后,幕墙支座将无法安装。因此,支座安装前需与钢结构施工单位充分沟通,并合理安排施工时间。
另外,支座与楼承板冲突。如果不作处理,楼承板边会翘起,造成质量隐患。经多方协调与讨论,最终采用以下措施:铺设楼承板后,钢结构施工单位根据支座位置,现场对楼承板进行开口处理,缺口位置再用镀锌钢板封口(见图11),避免浇注楼板混凝土时发生漏浆。
图11 楼承板处理
5.2 钢梁肋板位置支座处理
部分幕墙支座与钢梁肋板冲突,处理方法是切除支座肋板。肋板是影响支座强度的关键因素(见图8计算结果),施工时必须将支座与钢梁肋板焊接牢固,这也是支座质量的控制要点之一。
图12 肋板位置支座处理
5.3 钢梁内侧处理
受支座肋板和底板焊接影响,钢梁内侧涂料容易起鼓脱落。在涂刷防火涂料前,应对此部位进行打磨,并补刷油漆,防止防火涂料粘结不牢,日后发生脱落。
图13 钢梁内侧处理
6 结语
本工程以工期为导向,结合工程实际情况,对幕墙支座设计方案及施工方法进行了改进,取得了较好的经济效益,为今后类似结构的施工积累了宝贵的经验,具有一定的参考价值和指导作用。
参考文献:
[1]GB50017—2017钢结构设计标准[S].
[2]JGJ102—2003 玻璃幕墙工程技术规范[S].
[3]GB50210—2001 建筑装饰装修工程质量验收规范[S].
论文作者:赵鹏辉1,骆军2,张卫平3,江嘉力4,刘堂明5
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/29
标签:支座论文; 幕墙论文; 钢梁论文; 工程论文; 钢结构论文; 见图论文; 挠度论文; 《基层建设》2019年第16期论文;