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干货!新开发银行总部大楼钢结构及幕墙一体化建造技术

干货!新开发银行总部大楼钢结构及幕墙一体化建造技术

打印 0条评论来源:上海建工科技创新平台

新开发银行是由“金砖五国”发起创立的以新兴市场和发展中国家为主的政府间国际金融组织,也是全球首个总部落户上海的国际组织。其总部大楼位于上海世博园A片区,占地1.2万㎡,总建筑面积12.7万㎡,主楼高150m。幕墙总面积4.6万㎡,塔楼标准层为单元式幕墙,塔冠和大堂为框架幕墙,裙楼1~4层为框架玻璃幕墙及陶板幕墙,裙房5~7层设有超高全玻幕墙和超大面积不锈钢幕墙。



新开发银行总部大楼由上海建工集团施工总承包,钢结构及幕墙工程由上海建工机施集团完成。项目团队运用超高层建筑钢结构幕墙一体化建造技术,融合专业特色优势、发挥专业联动合力,创新应用一系列幕墙工程升级技术,助力本工程高效、优质建造。


1  超高层建筑钢结构幕墙一体化施工技术


在超高层建筑施工中,钢结构与幕墙专业单位通常相对独立施工,幕墙单位需要在钢结构完成的基础上进行二次放线,然后进行幕墙转接件的定位、焊接和龙骨安装,施工风险较大、施工工期长,施工质量和精度难以得到最有效的保障。



在新开发银行总部大楼工程中,钢结构与幕墙工程由机施集团统一承建,两项专业工程在施工过程中得到统一管理和协同联动。通过对钢结构幕墙进行一体化深化设计,将支承幕墙的连接节点或构件在钢结构深化中进行精确定位和同步设计;通过对支承幕墙所需的连接节点或构件在主体钢结构加工过程中的精确定位、整体制作,以及现场跟踪测控和整体安装,大幅减少了幕墙工程的高空装配和焊接,降低了幕墙施工对钢结构成品的损坏。


塔楼标准层单元板块连接节点


在钢结构深化设计阶段,为避免在已完成的主体钢结构上进行现场焊接或开洞,从而产生对结构受力不利的附加应力,项目团队充分分析单元板块精度控制标准、传力机理和精度调整工艺,在楼面钢梁翼缘板上预设两个直径18mm的螺栓孔,为后续幕墙单元板块的转接件提供可靠支承点。



首层大堂玻璃倒挂连接节点


本工程塔楼大堂玻璃幕墙在钢结构主梁投影线之外,在深化设计与加工阶段中,钢梁下翼缘板处增设幕墙所需悬挑钢牛腿,牛腿下方设有螺栓孔作为连接支承点。幕墙龙骨施工时可利用上述螺栓孔直接完成高效安装,避免了现场的重复定位和二次焊接。



不锈钢蜂窝吊顶盒状转接节点


本工程裙房不锈钢蜂窝吊顶板区域在钢结构深化设计时,吊顶板的分隔尚未最终确定。项目技术团队根据设计初步方案和工艺经验,测算吊顶板的分割区间和调整范围,事先在钢梁下方增设方形盒状转接件,为后续吊顶板转换龙骨的快速施工奠定了基础。



塔冠钢结构与幕墙龙骨整体安装技术


本工程塔冠钢结构外侧设有大量幕墙钢龙骨,项目团队运用设计施工一体化方法,以成品精度控制、降低高空重复作业风险为目标,将塔冠钢结构和幕墙龙骨两类钢结构体系同步进行设计和加工,并在地面拼装成单元吊装段进行整体吊装。



2  塔楼曲面陶板幕墙高空防坠落技术


本工程塔楼外幕墙大量采用了釉面处理的曲面陶板装饰面材,为加强陶板整体脱落的风险控制,项目团队在陶板上下端各设置竖向钢丝绳,不锈钢丝绳穿过陶板的竖孔空腔进行上下拉接,并同步在陶板空腔内注胶并增设背网,加强了陶板的整体性能,避免了破碎脱落的风险。经过防脱性能测试,采取的加强措施能够有效地保证陶板在超高空不发生由于破坏产生的坠落。



3  塔楼空中景观平台区域幕墙吊顶施工技术


本工程塔楼外幕墙为六边形平凹建筑立面,在凹档区域设有空中景观平台,凹档区域的不锈钢蜂窝吊顶距离底部露台高度22m,板材最大尺寸达3.45m×1.15m,重130kg,施工难度极大。项目团队摒弃常规满堂脚手架施工方法,定制研发了悬挂式整体升降钢平台,钢平台各模块之间采用机械快速连接,可实现快速装拆和循环使用,并通过伺服控制卷扬机提供升降动力,提升至吊顶下方1.5m处进行固定,为吊顶高质量施工提供安全可靠的高空作业面。



4  裙房超大面积不锈钢幕墙平整度控制技术


新开发银行总部大楼裙房南北侧5至7层立面采用苹果砂处理的不锈钢幕墙,单块不锈钢板块的最大尺寸达到1.7m×5.5m,整个立面的不锈钢尺寸达到了41.1m×11.7m。单元板块尺寸较大,且苹果砂处理后的不锈钢板对自然光有较强的漫反射效应,单元板块的拼缝精度和整体平整度控制难度极大。



为确保不锈钢板的平整度,项目团队从系统构造和工艺路径两方面进行了反复研究和试验。工艺路径方面,对从原材至成品的整个过程进行反复试验和比较,最终确定工艺流程和加工设备。系统构造方面,设置型材附框和加强肋共同提高大尺度不锈钢面板的面外刚度,从而确保单元板块的平整度。



附框和加强肋组成的框架与面板采用“植钉+结构胶”的组合连接施工工艺,通过植钉电流控制的工艺参数试验,最终选择能够同时满足结构传力和观感质量要求的电流控制值。创新采用全机械连接进行分层次的精度控制,单元板块附框与立柱之间创新采用公母型通长插槽连接方法,确保不锈钢单元板块之间的拼缝精度和立面的平整度。



在施工过程中,通过开平、切割、整平、表面处理、校平、组框、装箱和吊装等多个工艺流程的严苛控制,打造了大尺度分割、超大立面苹果砂不锈钢幕墙的高品质工程。


5  宴会厅超长玻璃肋钛合金SGP夹胶连接技术


本工程裙房宴会厅采用全玻玻璃幕墙,由9.6m×1.725m的玻璃面板与9.6m×0.6m的玻璃肋组成。传统的全玻玻璃幕墙一般采用不锈钢夹板通过对穿螺栓与玻璃肋连接,这种构造形式需要在玻璃肋上开孔,往往会造成孔边应力集中、玻璃容易破损,并且不锈钢夹板外形尺寸偏大,连接构造复杂,影响美观。



为此,项目团队与设计师联合探索创新,采用了内嵌式钛合金SGP夹胶连接节点。内嵌连接件采用与玻璃线膨胀系数非常接近的钛合金,能够保证系统在温度作用下的协同变形。同时,钛合金连接件隐藏在玻璃肋内部,保证了建筑的美观效果,且钛合金连接件与玻璃连接无需打孔,降低玻璃肋的自爆风险。此外,钛合金板与不锈钢板均设置竖向长孔,确保玻璃与不锈钢之间的竖向自由伸缩。



为验证该创新节点的传力机理和受力性能,项目团队进行了钛合金板与玻璃肋组合件的拉拔力测试,拉力实验值达到120KN,满足设计要求。


6  宴会厅超大面积全玻玻璃幕墙施工技术


本工程裙房宴会厅两侧及大堂首层入口处的玻璃幕墙板块高9.6m,宽1.7m,采用同高度的玻璃肋作为支柱。大尺寸的全玻幕墙在吊装时极易碎裂,如何保证玻璃安全的顺利吊装是一大难题。



经反复论证和施工模拟分析,项目团队自主创新设计制作了一套大尺寸幕墙玻璃吊装定制托架。托架与幕墙玻璃通过多道绑带固定,吊点设置在托架上,托架的自身刚度和玻璃的柔性固定有效保证了大尺寸玻璃在起吊、安装、平移和就位过程中的平稳和安全。



上海建工机施集团充分发挥设计施工一体化和钢结构幕墙一体化的专业优势,以精度控制为纽带、以工序联动为抓手,在建设各方的支持和帮助下,将钢结构和幕墙作为一个有机的整体进行融合和联动式施工管理,完成了新开发银行总部大楼的钢结构及幕墙工程建造,为今后超高层建筑的钢结构幕墙一体化工程实践提供了宝贵经验和可借鉴的施工技术。



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(编辑:奚雅青)



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[责任编辑:Susan]

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