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连续多层单索体系，深圳南山中心区超高层幕墙

发布于：2024-03-08 10:41:08 来自：建筑结构/钢结构工程 [复制转发]

设计单位 ：北京市建筑设计研究院有限公司

总包单位 ：中国建筑第二工程局有限公司

钢结构安装单位 ：中建钢构阳光惠州有限公司

索结构施工单位 ：北京市建筑工程研究院有限责任公司

索具类型 ：坚宜佳·不锈钢拉索

竣工时间 ：2014年

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概况

深圳南山中心区T106-0028地块超高层项目位于深圳市南山商业文化中心区的西端，建成后为南山区的标志性建筑和第一高楼。总建筑面积23.19万m2,其中地上17.19万m2，地下6万m2。地上建筑由 A , B 和 C 座三部分组成。A 座为办公、酒店主楼，地上共62层，建筑总高度为300.80m；上部是五星级酒店，标准层层高为3.6m截面呈凹形；下部是智能办公区，标准层层高为42m。B 座为酒店式公寓，标准层层高为3.4m地上共35层，建筑总高度为152m。C 座为裙楼，其功能为酒店配套及商业服务设施。地上共3层，建筑总高度为24m。工程地下三层，最大平面轮廓尺寸为147.35m×140.40m．将地上三部分建筑在地下连为一体（图1）。

图1 深圳南山中心区T106-0028地块超高层

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索结构体系

该工程共包括两处幕墙，分别为连廊幕墙和A塔中庭幕墙。

1）连廊幕墙

连廊幕墙分为幕墙顶、南北幕墙3部分。幕墙顶位于AB、AE轴线之间，共设置12榀鱼腹式空腹桁架，跨度20.7m。连廊南、北两侧幕墙由水平鱼腹式空腹桁架与竖向拉索构成。南侧幕墙设置鱼腹桁架4榀，上方3榀为平面桁架，下方1榀为空腹桁架，跨度20.7m。北侧幕墙设置鱼腹桁架3榀，上方2榀为平面桁架，下方1榀为立体桁架，跨度20.7m。拉索规格为φ24不锈钢拉索，南北侧幕墙均为9榀。连廊幕墙如图2所示，结构布置图如图3、4、5所示。

图2 连廊幕墙轴测图

图3 连廊幕墙南立面结构布置图

图4 连廊幕墙北立面结构布置图

图5 桁架拉索布置图

2）A塔中庭幕墙

A塔中庭拉索幕墙立面图、平面图、节点图如图6、7、8、9所示。

图6 A塔中庭幕墙立面图及三维模型

图7 A塔中庭幕墙桁架平面图

图8 A塔中庭幕墙桁架与不锈钢拉索节点图

图9 A塔中庭幕墙拉索支座大样

A塔拉索幕墙位于中庭东侧面43~60层，轴线间总高度70.8米，共设置鱼腹桁架9榀，跨度27m，鱼腹桁架两端与塔楼A型钢混凝土柱连接，一端采用固定铰支座连接，另一端采用单向滑动铰支座连接；拉索最上端连接于钢桁架，最下端通过支座连接于地面。中庭幕墙由竖向拉索与鱼腹桁架构成，桁架内外侧弦杆采用350mm×200mm×20mm×20mm的箱形截面，外侧弦杆形状为半径199.7m、跨度25.66m的圆弧线，每榀鱼腹桁架设置外侧弦杆，分别采用5根φ50和4根φ40的不锈钢拉索，连接于桁架内、外侧弦杆与腹杆相交的位置。

该幕墙具有如下特点：

① 竖向拉索仅承担结构自重（包括鱼腹桁架、单元玻璃板块及其他附属构件），不参与抵抗各种水平荷载，风荷载、水平地震荷载等由鱼腹桁架承担，故要求鱼腹桁架两端支座竖向基本不受力。

② 需要通过大量有限元分析来保证预应力张拉结束后，鱼腹桁架的位形满足单元式玻璃板块的安装要求；在玻璃板块安装完成后，鱼腹桁架基本保持水平，即桁架内、外侧弦杆基本在一个水平面内，对于张拉成形精度要求很高。

③ 由于结构形式的特殊性及玻璃板块安装顺序与安装精度的要求，需要在拉索安装过程及安装完成后对拉索索长进行调整，调整时要综合考虑最终拉力、索长加工误差、钢结构制作误差等因素。

由于以上结构特点和精度要求，使得A塔索幕墙安装、张拉难度大大增加，需要采取合理有效的方法进行整体结构安装，索力与鱼腹桁架变形的精准控制。

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索结构施工

以A塔中庭索幕墙为例描述该项目单索幕墙施工的重难点与解决方法。

1）施工组织总体思路

根据A塔中庭索幕墙结构受力特点，施工过程采用“分层安装提升、逐层调整索长、一级张拉成形”的施工方法。首先装水平鱼腹桁架和竖向拉索，安装并张拉，整体完成后根据索力实际监测结果进行局部调整，最后安装玻璃板块。

2）索结构安装

采用拉索安装与鱼腹桁架提升同步、交叉、协调进行的方法，即当鱼腹桁架提升至合适高度（1.2~1.5米），安装与鱼腹桁架下部耳板相连的拉索，接着提升鱼腹桁架到约1根拉索高度后，将拉索与下一榀鱼腹桁架的上耳板连接，并安装好该榀鱼腹桁架下部的拉索，再提升、安装拉索，直至全部结构安装完成。安装时借助导链，用吊装带将导链固定在桁架钢梁对应耳板处，用另一吊装带绑紧索体提升拉索，当提升至索头接近对应耳板处时，微调整索头的位置和角度，利用销轴将索头固定到对应耳板上（图10）。

图10 拉索安装示意

3）拉索索长调整

根据有限元计算结构和拉索的初始应力，并综合考虑拉索加工误差、钢结构安装制作误差等因素对索长的影响，确定每层每根拉索的精确调整量，借助拉索张拉工装，采用多点对称、同步的方式完成拉索索长的调整。

4）拉索张拉

① 通过张拉最底层拉索使结构成形，张拉过程也是采用分批分级、多点对称同步的方式。

② 张拉工装设计

根据设计提供的拉索预应力值，进行施工仿真计算，连廊幕墙张拉力最大为10kN左右，每批对称张拉两根，因此选用2套张拉设备进行预应力张拉，即4台25t千斤顶，2台油泵及配套张拉工装等；A塔中庭幕墙张拉力最大为50kN左右，每批对称张拉两根，因此选用2套张拉设备进行预应力张拉，即4台25t千斤顶，2台油泵及配套张拉工装等（图11～图13）。