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        某工程的鋁塑板幕墻裝飾深化設(shè)計

        2012-01-15 04:41:06鄧賢漢
        四川建筑 2012年4期
        關(guān)鍵詞:風壓幕墻橫梁

        鄧賢漢

        (四川省第四建筑工程公司,四川成都 610081)

        某工程的鋁塑板幕墻裝飾深化設(shè)計

        鄧賢漢

        (四川省第四建筑工程公司,四川成都 610081)

        文章從鋁塑板幕墻的設(shè)計計算原理和性能設(shè)計兩個方面闡述鋁塑板幕墻深化設(shè)計的關(guān)鍵所在,通過在重慶SM廣場一期工程中的施工應(yīng)用,體現(xiàn)了該深化設(shè)計的合理性和良好的裝飾效果。

        鋁塑板; 幕墻; 深化設(shè)計; 計算原理; 性能設(shè)計; 裝飾效果

        1 工程慨況

        重慶SM廣場一期(重慶SM商業(yè)城)工程由SM廣場有限公司開發(fā)、四川山鼎建筑工程設(shè)計咨詢有限公司設(shè)計、四川省第四建筑工程公司施工總承包,該項目位于重慶市渝北區(qū)北環(huán)路內(nèi)側(cè),松石大道與余松路交匯處,總用地面積73 332m2,一期工程用地面積44 178 m2,其中,規(guī)劃凈用地面積36 247 m2,控制綠地面積7 931 m2,總建筑面積149 076 m2,地下二層,地上五層,項目為一座包括超市、百貨、餐飲、電影院為一體的大型綜合商業(yè)中心。

        該工程外形封閉,除了三個主出入口為玻璃幕墻的“盒子”外,外立面其余部位均封閉(樓層車庫部分無實體外墻但仍采用穿孔鋁板作外裝飾,在滿足通風的前提下,達成封閉效果)。外墻裝飾主要為玻璃和金屬與石材幕墻工程,外墻裝飾主要為鋼龍骨、灰色穿孔鋁板飾面;一層外墻為干掛石材飾面;屋頂機房、首層卸貨處外墻為灰白色外墻涂料。本文主要對鋁塑板幕墻裝飾深化設(shè)計在重慶SM廣場一期工程中的應(yīng)用進行論述(圖1、圖2)。

        圖1 外裝飾立面

        2 鋁塑板幕墻深化設(shè)計計算原理

        2.1 基本參數(shù)

        (1)幕墻所在地區(qū):重慶地區(qū);

        (2)地面粗糙度分類等級:

        根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》((GB50009-2001)06版)本工程按B類考慮。

        (3)抗震烈度。根據(jù)國家規(guī)范《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》((GB50011-2001)08版),重慶地區(qū)地震基本烈度為6度,地震動峰值加速度為0.05g,水平地震影響系數(shù)最大值為: αmax=0.04。

        圖2 幕墻平面分格

        2.2 幕墻受力分析

        幕墻屬于外圍護構(gòu)件,主要承受重力、風荷載和地震力。

        2.3 荷載計算

        2.3.1 風荷載標準值的計算

        (1)幕墻屬于外圍護構(gòu)件,按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001 2006年版)計算。

        式中:wk為作用在幕墻上的風荷載標準值(MPa);Z為計算點標高,本工程為32.8 m;βgz為瞬時風壓的陣風系數(shù)βgz=K(1+2μf),其中K為地面粗糙度調(diào)整系數(shù),μf為脈動系數(shù),μf=0.5(Z/10)-0.16。

        (2)對于 B類地形,32.8 m高度處瞬時風壓的陣風系數(shù)。

        (3)風壓高度變化系數(shù)μz。

        B類場地,當Z>350m時,取Z=350m;當Z<10m時,取Z=10m。

        (4)局部風壓體型系數(shù)μs1。

        按同上規(guī)范,驗算圍護構(gòu)件及其連接的強度時,可按下列規(guī)定采用局部風壓體型系數(shù)μs1。

        ①外表面:正壓區(qū)按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001(2006年版)表7.3.1采用;負壓區(qū):對墻面取-1.0,對墻角邊:?。?.8。

        ②內(nèi)表面:對封閉式建筑物,按表面風壓的正負情況取-0.2或0.2。

        2.3.2 計算支撐結(jié)構(gòu)時的風荷載

        計算支撐結(jié)構(gòu)時的構(gòu)件從屬面積:

        2.3.3 計算面板時的風荷載

        計算面板的構(gòu)件從屬面積:

        2.3.4 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值計算

        qEAk為垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值(MPa);βE為動力放大系數(shù),取5.0;αmax為水平地震影響系數(shù)最大值,取0.04;Gk為幕墻構(gòu)件的重力荷載標準值(N);A為幕墻構(gòu)件的面積(mm2)。

        2.3.5 作用效應(yīng)組合

        按[JGJ102-2003]5.4.1荷載和作用效應(yīng)按下式進行組合:

        (1)進行幕墻構(gòu)件強度、連接件和預(yù)埋件承載力計算時:重力荷載γG為1.2;風荷載γw為1.4;地震作用γE為1.3。

        (2)進行撓度計算時;重力荷載γG為1.0;風荷載γw為1.0;地震作用可不做組合考慮。

        2.4 幕墻立柱計算

        基本參數(shù)見表1。

        表1 幕墻立柱計算參數(shù)

        圖3 幕墻立柱受力模型

        幕墻立柱按單跨簡支梁力學模型進行設(shè)計計算,受力模型如圖3。

        2.5 幕墻橫梁計算

        基本參數(shù)見表2。

        表2 幕墻橫梁計算參數(shù)

        圖4 幕墻橫梁受力模型

        因B≤H,故幕墻橫梁按三角形荷載簡支梁力學模型進行設(shè)計計算,受力模型如圖4。

        2.6 鋁塑板面板計算

        2.6.1 基本參數(shù)

        (1)板塊分格尺寸:a×b=1198mm×3000mm

        (2)鋁塑復(fù)合板厚度:t=4mm

        (3)計算模型簡圖如圖5。

        圖5 金屬板塊

        2.6.2 鋁塑板荷載計算

        (1)板塊自重(見[JGJ133-2001]表5.2.2):GAk為板塊單位面積自重(MPa);GAk=0.000055MPa

        (2)垂直于幕墻平面的分布水平地震作用:qEAk為垂直于幕墻平面的分布水平地震作用(MPa);βE為動力放大系數(shù),取5.0;αmax為水平地震影響系數(shù)最大值,取0.04;GAk為鋁塑復(fù)合板單位面積自重(MPa)。

        (3)作用在板塊上的風荷載及地震作用荷載組合:

        用于撓度計算時,采用Sw標準值,按[JGJ102-2003]5.4.1,wk=0.001036MPa

        3 鋁塑板幕墻裝飾設(shè)計應(yīng)用中的性能設(shè)計

        3.1 幕墻的安全性能設(shè)計

        3.1.1 防雷措施

        (1)預(yù)埋件與主體均壓環(huán)之間采用 12圓鋼焊接連接,采用雙面焊接,焊縫為10mm,圓鋼搭接長度不小于100mm。

        (2)立柱、橫梁伸縮縫處,采用40×4mm鋁片搭接,連接部位的鋁材均要去掉噴涂層。

        (3)防雷接地電阻要求與主體相同。

        3.1.2 抗震措施

        立柱在樓層固定處斷開,上下立柱通過芯套連接,預(yù)留15mm的伸縮縫,用硅硐耐候膠填縫:橫梁與立柱連接處預(yù)留2mm間隙。

        3.1.3 防水措施

        間隙采用硅酮耐候膠填充。

        3.1.4 幕墻中不同的金屬材料接觸處的處理措施

        除不銹鋼外均應(yīng)設(shè)置絕緣熱片或防腐蝕措施。

        3.2 幕墻的抗風壓性能設(shè)計

        分級指標應(yīng)符合[《建筑幕墻》GB/T 21086-2007]5.1.1.1中表1:幕墻抗風壓性能分級的規(guī)定,本工程抗風壓性能設(shè)計可達到1級。

        3.3 幕墻的氣密性設(shè)計

        (1)幕墻的氣密性(空氣滲透性能)分級指標應(yīng)符合[《建筑幕墻》GB/T 21086-2007]5.13的規(guī)定,該幕墻空氣滲透性能小于3級。

        (2)氣密性能指標應(yīng)符合GB50176、GB50189、JGJ132-2001、JGJ134、JGJ26的有關(guān)規(guī)定,并滿足相關(guān)節(jié)能標準的要求。

        3.4 幕墻的水密性設(shè)計

        幕墻水密性能(雨水滲透性能)是指在風雨同時作用下,幕墻透過雨水的性能,等級分類按表4執(zhí)行。該幕墻雨水滲漏性能設(shè)計為3級

        表3 建筑幕墻水密性能分級

        3.5 幕墻的平面內(nèi)變形性能設(shè)計

        該幕墻的平面內(nèi)變形性能設(shè)計可達到3級(γ=△/h,△為層間位移量,h為層高)(表4)。

        表4 幕墻平面內(nèi)變形規(guī)定

        4 鋁塑板幕墻在重慶SM廣場外裝飾中的應(yīng)用

        裝飾鋁塑板呈立體造型,單元側(cè)面為燈槽,正面及底面為穿孔板,以利通風,不積雨水,頂面為無孔板,以防火警時形成煙道。

        4.1 型材選用

        通過對立柱、橫梁進行型材選材計算、選用型材的截面參數(shù)和截面特性,并對立柱、橫梁進行抗彎強度、撓度和抗剪計算,立柱采用8#槽鋼,橫梁均采用50×50×4角鋼。型材采用Q235B鋼,其抗拉強度設(shè)計值215 N/mm2局部抗壓強度,設(shè)計值320N/mm2;抗剪強度設(shè)計值125N/mm2,所有鋼型材均采熱鍍鋅處理,鍍鋅層不小于45μm。

        4.2 鋁塑板選用

        通過鋁塑板荷載計算和板的強度、撓度驗算,鋁塑板選用4mm厚外墻鋁塑板,鋁塑復(fù)合板的上下兩層鋁合金板的厚度均為0.5,所用鋁塑板應(yīng)符合國家現(xiàn)行標準GB/T17748《鋁塑復(fù)合板》外墻板的技術(shù)要求,鋁合金板與夾芯層的剝離強度標準值應(yīng)大于7 N/m,表面采用氟碳漆預(yù)輥涂,三道氟碳樹脂涂層厚度應(yīng)大于40μm。幕墻選用普通型聚乙烯鋁塑復(fù)合板時,必須符合現(xiàn)行國家標準《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GBJ16)和《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50045)的規(guī)定。

        4.3 連接件

        通過對橫梁與角碼間連接、角碼與立柱連接、立柱與主結(jié)構(gòu)連接等連接件和幕墻埋件、幕墻焊縫計算,確定預(yù)埋件錨板材料為Q235號鋼,厚度為8mm,鋁塑板錨板尺寸為200 ×200×8mm,錨筋均采用 12、Ⅱ級鋼筋,不得采用冷加工鋼筋。所有連接角鋼、預(yù)埋件表面均要熱鍍鋅處理,鍍鋅層不得小于45μm。連接角鋼與預(yù)埋件必須滿焊,焊縫高度為6 mm,焊后除渣,涂防銹漆。再涂銀灰漆。所有預(yù)埋件應(yīng)在主體結(jié)構(gòu)施工時按設(shè)計要求預(yù)埋,位置偏差不應(yīng)大于20 mm。當預(yù)埋件漏埋、錯漏及之后施工過程中補充埋件時,采用后置埋件,后置埋板采用8mm厚Q235B鋼板,表面熱浸鍍鋅處理,后置錨栓采用M12×160mm化學螺栓。后置錨栓施工完后,應(yīng)通過試驗確定其承載力,其拉拔力不得小于15 kN。

        4.4 其它

        通過鋁塑板幕墻幕墻膠類及伸縮縫計算等,確定雙面膠貼采用中等硬度的聚胺基甲酸乙酯低發(fā)泡間隔雙面膠。泡沫棒采用 18聚乙烯泡沫材料,其密度不應(yīng)大于0.037g/cm3。

        5 結(jié)束語

        鋁塑板幕墻裝飾深化設(shè)計的關(guān)鍵在于結(jié)構(gòu)計算和幕墻性能設(shè)計,結(jié)構(gòu)計算主要是對在重力、風荷載、地震力作用下的幕墻立柱、橫梁、鋁塑板、連接件、幕墻膠類及伸縮縫、幕墻板塊壓板等的計算,幕墻的性能設(shè)計主要包括幕墻的安全性、氣密性、水密性、平面內(nèi)變形性等的設(shè)計。經(jīng)過重慶SM廣場工程的施工實踐證明:鋁塑板幕墻裝飾深化設(shè)計的結(jié)構(gòu)計算正確,性能設(shè)計合理,施工后不僅完全滿足使用功能的要求,且裝飾效果很好。該項目一次交驗合格,成為了重慶渝北區(qū)的一個具有影響力的大型綜合商業(yè)中心、標志性建筑。

        TU238

        B

        [定稿日期]2012-07-06

        鄧賢漢(1960~),高級工程師,一級建造師,長期從事施工技術(shù)管理。

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