关键词:装配式 构件式幕墙 铰接多跨 胎具 整体吊装
1 引言
随着建筑幕墙的技术进步,装配式幕墙系统得到越来越多的应用。我们在工程实践中有意对除单元式幕墙以外的幕墙系统进行了装配式改造,无一不取得良好的效果。本文介绍的是一个进行了装配式改造的幕墙系统应用工程实例,与传统的构件式相比较,该幕墙系统各项性能、装配化程度、生产施工效率等都得到较大提高。本文通过对原幕墙系统方案的分析,以及对新幕墙系统的节点构造设计、施工安装方式、性能提升等方面进行分析,介绍构件式幕墙装配化改造的思路和实施要点。
2 装配式石材幕墙工程应用实例分析
2.1工程概况
工程项目位于广东省深圳市,总建筑面积14.33万㎡,有四栋塔楼,建筑高度98.07m,幕墙高度106m,主体结构形式为钢筋混凝土框架结构。项目施工划分为两个标段,每个标段都有两个塔楼和一个连体裙楼,我司施工了其中一个标段。
从该项目的立面效果图不难发现,其建筑外形平直、规整,幕墙种类也不多,主幕墙系统是玻璃与石材线条相间分布的构件式幕墙。我司承包的标段中,幕墙面积约45000㎡,其中其中石材装饰柱面积约22000㎡,几乎占到了全部幕墙工程量的一半。对于此类项目,其实特别适合采用工业化生产、装配式施工的建造模式。但建设单位出于控制成本的原因,在这个项目原来采用了构件式幕墙的设计方案。考虑到合同约定的施工周期很短、总包单位的脚手架不满足幕墙安装需要、项目垂直运输设施不足等一系列不利因素,我们在项目实施伊始就确定了对该幕墙系统进行装配式改造的设计优化方向,以针对性地解决所面对的现实问题。
2.2项目幕墙系统的简介
该项目的幕墙系统为玻璃幕墙与石材幕墙的组合体。横、竖向的石材线条主要分格宽度为800mm,玻璃的分格宽度为1150mm。
在这个系统中比较特别的一点是在玻璃部分没有开启窗。石材线条凸出玻璃面300mm,石材两侧设置通风百叶,竖向石材线条的内侧设置了开启扇,用于幕墙系统的通风换气。
在原设计方案中,石材幕墙采用传统的背栓连接构造,由于石材线条的分格尺寸只有800mm,所以在该方案中无完整横梁,仅通过立柱上悬伸的钢支臂固定石材面板,成本控制非常到位;玻璃幕墙部分是常规做法,支撑系统采用经典的矩形铝合金龙骨,玻璃面板采用全隐框的的连接构造,玻璃与铝合金附框通过结构胶粘接,然后采用压扣件固定到龙骨上;石材线条后面设置两扇铝板平开窗,采用常规的折页平开形式。
支撑系统的连接构造稍有变化,其中玻璃幕墙部分采用了双跨梁的力学模型,在梁侧面的上下两端均布置了连接支座;但石材幕墙为单跨梁,采用了简支梁的力学模型,仅在梁侧的下端布置了连接支座。其竖向龙骨通过80*80*5矩形钢牛腿连接到主体结构,与玻璃幕墙的龙骨相对独立,但仍然共用了同一个埋件。
不难看出原设计方案采用了非常成熟的幕墙系统,在处理玻璃与石材混合布置的构造上将两套系统彼此独立,使幕墙的传力清晰明了,提升了该幕墙的整体可靠度。但该方案对于施工来讲,却存在不少难点:
首先是玻璃幕墙的连接支座与石材幕墙钢牛腿位置重合,相互影响,而且都需要现场焊接。其中石材幕墙龙骨的连接方式不能三维调节,所以钢牛腿的安装精度要求很高;
其次,石材线条的钢立柱凸出结构边线570mm,脚手架距结构边缘的间距已经不能满足安装要求。只能先装玻璃幕墙龙骨,拆完脚手架后再利用吊篮安装石材幕墙龙骨;
第三,竖向石材线条的两根钢龙骨在层高范围内仅上下两端有贯通的横梁,因而钢立柱的间距、平面高低差等均难以保障。800mm宽的石材线条实际上是由左右两组面板组成且相互独立,造成了两块面板分别只挂在各自的立柱上。这样一来,只要钢立柱产生轻微扭转,就会明显影响石材面板的安装精度;
最后,从这个系统的构成上来讲,龙骨有铝合金龙骨、钢龙骨两种,面板有石材、玻璃、铝板、百叶等多种材料,这些材料有着严格的安装顺序又彼此交错,所以施工效率很低、成品保护难度很大。
2.3装配化改造的思路及最终方案简介
基于对项目特点及施工需求的分析,我们决定对该系统进行装配化改造。原设计方案中将玻璃幕墙系统与石材幕墙系统做了较为彻底的区分,两者各自保留相对独立的支撑系统,这对我们进行装配化改造奠定了良好的基础。通过对原设计方案的分析,我们意识到玻璃幕墙部分和石材幕墙部分都相对独立,而且自然形成了玻璃单元和石材单元,再加上隐藏在石材线条背后的开启单元,就构成了该系统的全部要素。由此我们就确定了将这三部分进行单元化改造,然后进行装配化安装的基本思路。
玻璃单元较为简单,最初设想是将玻璃与铝合金框架复合成一个单元整体吊装,但后来发现由于涉及到