单元取体幕墙工程设计说明.doc

单元体幕墙工程设计说明 （李冠军） 一、工程概况北京富凯大厦位于北京西二环内侧金融街Ｂ５地块，建筑标高７９．７米，建筑面积约１２万平方米，由中国建筑设计研究院（原建设部设计院）建筑大师崔凯主持设计。该建筑外装修部分全部是玻璃幕墙和铝单板幕墙，面积约３．６万平方米。幕墙主要由玻璃铝板组合单元体幕墙（单元体板块：宽４．５米×高３．６米）、隐框全玻璃单元体幕墙（单元体板块：宽１．８米×高３．６米）和铝板单元体幕墙（单元体板块：宽１．５米×高３．６米）组成。其中玻璃铝板组合单元体幕墙，单元板块６８０个，约１１０００多平方米，单元体板块全部采用铝合金龙骨，面板为３ｍｍ铝单板和８＋１２Ａ＋８全钢化中空镀膜ｌｏｗ－ｅ玻璃，加工组装完成后，重量约为７００多公斤，是整个幕墙工程的重点和难点。北京富凯大厦幕墙工程自２００２年３月开始进行幕墙设计，经过８个月的施工，现已竣工验收，成为北京金融街上最耀眼的标志性建筑之一。 二、设计荷载１、幕墙最大风荷载：１．３６ＫＮ／ｍ２（Ｃ类地区）组合单元体自重荷载：０．４５ＫＮ／ｍ２２、抗震设防烈度：８度３、年温度变化温差：８０℃幕墙设计时考虑幕墙自重、风荷载、地震作用和温度作用，取最不利荷载组合进行设计。三、主要幕墙材料 １、铝型材龙骨采用６０６３－Ｔ５和６０６３Ａ－Ｔ５铝合金型材，型材精度等级为高精级，型材表面氟碳喷涂处理，涂膜厚度不小于４５μｍ，主要受力型材受力部分的壁厚不小于３ｍｍ。２、玻璃面板为中空玻璃：８ｍｍ钢化镀膜玻璃＋１２ｍｍ氩气层＋８ｍｍ钢化白玻璃。３、铝板面板３ｍｍ厚铝单板，表面氟碳喷涂处理，涂膜厚度不小于４５μｍ。为保证铝板强度和挠度，铝板后种植螺钉杆固定连接“Ｕ”型槽铝，做平行加强筋或十字加强筋。４、密封胶条采用三元乙丙胶条。５、密封胶采用美国ＧＥ公司产的ＳＳＧ４４００硅酮结构密封胶和ＳＣＳ２０００硅酮耐候密封胶。四、幕墙构造特点因玻璃铝板组合单元体单位面积最大，难度最高，本文只对玻璃铝板组合单元体做简要介绍。玻璃铝板组合单元体一个板块面积就１６．２ｍ２，是目前所知最大的单元板块；单元板块中部环绕所有玻璃面板设计有沟槽和不锈钢色装饰条；四块单元体相交处，设计有彩色星状点灯；每块玻璃面板四边均镶有铝合金条，增加了幕墙制作的精细和巧妙。所有这些设计都是前所未有的，增加了幕墙设计的难度（见附图一）。同时，为了保证单元体幕墙的物理性能和实现单元体面板的可拆换性，我们采取了如下措施：１、因单元体板块较大，为改善单元板块受力状况，单元体与结构的挂接部位选在板块中部的两根竖梃龙骨上，单元板块左右两端悬臂和相邻板块插接。型材采用６０６３Ａ－Ｔ５（抗弯强度设计值ｆｂ＝１２４．４Ｎ／ｍｍ２，抗剪强度设计值ｆｓ＝７２．２Ｎ／ｍｍ２，局部承压强度设计值ｆｂｒ＝１７５Ｎ／ｍｍ２）。①竖梃校核：水平方向按风荷载和地震荷载最不利组合：荷载设计值ｑ＝ｑｗ＋０．６ｑｅ＝２．１８ＫＮ／ｍ２荷载标准值ｑｋ＝ｑｗｋ＋０．６ｑｅｋ＝１．５８ＫＮ／ｍ２按简支梁模型计算：设计值线荷载Ｑ＝ｑ×ｂ＝４．９１ＫＮ／ｍ 标准值线荷载Ｑｋ＝ｑｋ×ｂ＝３．５５ＫＮ／ｍ最大弯矩Ｍ＝＝７．９５ＫＮ·ｍ已知：自重荷载Ｎ＝＝４．３７ＫＮ，型材截面积Ａ０＝２８７５ｍｍ２，型材惯性矩Ｉ＝７７８３６４７ｍｍ４，型材抗弯矩Ｗ＝９４３４７ｍｍ３则：最大应力σ＝＋＝８１．８Ｎ／ｍｍ２＜１２４．４Ｎ／ｍｍ２，强度满足要求。最大挠度ｆ＝＝１４ｍｍ＜２０ｍｍ１４ｍｍ＜＝２０ｍｍ，挠度满足要求。（其他龙骨校核略）②玻璃校核：最大玻璃规格为Ｂ×Ｈ＝２６００ｍｍ×１７００ｍｍ查表得ψ＝０．０８０４，玻璃等效厚度ｔ＝１．２×８＝９．６ｍｍ，玻璃短边边长ａ＝１７００ｍｍ玻璃强度σ＝＝３３Ｎ／ｍｍ２≤ｆｇ＝８４．０Ｎ／ｍｍ２，强度满足要求。２、板块内部龙骨间的连接采用４．５ｍｍ厚“Ｕ”型插芯和Ｍ６不锈钢螺钉连接；单元体上下横梁型材上设计Φ５．５的螺丝孔，左右单元立柱型材采用超长不锈钢自攻钉与横梁型材连接。这些措施避免了单元体在运输、吊挂过程中可能产生的变形。（见附图二）３、单元体间插接型材部位设计有多道三元乙丙胶条，并通过单元体间的插接构成等压腔和减压腔。单元体上的胶条环行封闭，将大部分雨水阻挡在室外，等压腔将减弱雨水进入室内的动力（压力），并将已进入到等压腔中的少量雨水及时排到室外。单元体的排水系统分横缝排水和竖缝排水两种，本工程单元体为横滑式，采用横缝层层排水系统。在水平相邻单元体上横梁间打胶密封并用接水槽穿接连通；单元竖缝和横缝相交处设水平向披水胶条，阻断单元竖缝雨水进入下层单元，而将雨水通过披水胶条引到室外。进入竖缝等压腔的少量雨水通过接水槽分别导入相邻两侧的单元体上横梁等压腔中，通过横梁排水系统排到室外。单