迪拜哈利法塔幕墙结构研究分析

迪拜哈利法塔是目前世界上最高的建筑，其高度为 828m 。 哈利法塔的建筑理念是“沙漠之花”，这朵鲜花在沙漠耀眼的阳光下，发出蔚蓝色的熠熠光辉，这就是她的玻璃幕墙。哈利法塔的建筑幕墙总面积为 13.5 万 m2 ，其中塔楼部分为 12 万 m2 。在塔楼幕墙中，玻璃 10.5 万 m2 ，不锈钢板 1.5 万 m2 ，相当于 17 个足球场面积。采用单元式幕墙，共有 23566 个单元板块。
幕墙安装从 2007 年 5 月开始，到 2009 年 9 月完工，历时 30 个月。开始一天只能安装 20~30 个单元，最后最高每天可达 175 个单元。幕墙总造价约为人民币 8 亿元，约为 6000 元 /m2 。
环境条件
迪拜位于中东沙漠地带，环境条件恶劣，气温范围为 2 ~54 ° C ，材料表面最高温度 82 ° C ，气候干燥，多沙尘。
设计标准
1 ） 风力： 50 年一遇， 55m/s ， 风压按风洞试验取值； 2 ）地震：按美国标准 UBC97 的 2a 区，地震系数 z =0.15 ，相当于我国 8 度设防； 3 ）结构水平位移： 50 年一遇风力， 828m 顶部 1450mm ，办公层顶部 1250mm ，公寓层顶部 450mm ； 4 ）结构竖向压缩：每层平均 4mm ，整座建筑的顶点 650mm 。设计前专门制作了视觉模型。
幕墙试验
进行了 5 个幕墙足尺试件的四性试验和飞机头动风力试验，测试了气渗、水渗、风压变形、平面内变形、温度循环。 5 个试件的试验结果表明：幕墙满足哈利法塔的要求。对设备层幕墙单独进行了专门的试验。


塔楼幕墙
（ 1 ）材料
1 ）玻璃为中空玻璃， 16mm 空气层，两片超白玻璃。外片镀银灰反射膜；内片镀 Low-E 膜。两膜均朝向空气层。可见光透射率 20% ；综合热透射率 16% ； 2 ）铝型材主要杆件 6063-T5 ， 6063-T6 ，连接件 6061-T6 ，最大截面 300mm 。可见表面氟碳喷涂，不可见表面阳极氧化。共 2600t ； 3 ）不锈钢板用于窗下墙的一部分； 4 ）不锈钢材用于竖向装饰条和设备层水平装饰条。
（ 2 ）板型
单元板块有 21 种主要板型，尺寸由 1.3m × 3.2m 到 2.25m × 8m 。
（ 3 ）安装
楼板为 300mm 厚混凝土板，单元板块吊挂件埋在楼板边缘。标准楼层层高 3.2m ，板块直接连接在预埋挂件上。设备层层高较高，后面另加铝型材立柱。
入口处索网双层幕墙系统
三个入口处设入口大厅，周边均由索网双层幕墙封闭，分别用于酒店、公寓、写字楼。建筑要求幕墙极度通透，迪拜温度极高，为做到透光不透热，做双层通风幕墙，内外幕墙均用索网。两道幕墙均为圆柱形，竖向为直线，水平是圆弧。竖索上端拉在顶部楼板梁上，下端拉在地梁上，中间由多道水平方向的钢圆弧梁支承。水平索两端拉在角部刚性竖向钢桁架处，由水平方向圆弧梁和圆弧状分布的竖索来保持水平索的圆弧形状。所有索均采用不锈钢绞线。
内外两道索网相距 1500mm ，由水平放置的不锈钢杆支撑来保持这个距离，这个空间便是能通风的热通道。
采用低铁超白玻璃。玻璃四角由夹板支承，夹板位于不锈钢支撑杆的端部。在两道幕墙之间的热通道中设有电动金属遮阳板，遮阳板的开启、关闭及开启角度由电脑控制。透过外幕墙进入室内的辐射热被内幕墙阻挡，集中在热通道内，由抽风机排出室外。 SOM 公司对冷凝问题进行了详细计算，表明一年间出现结露的时间不多，冷凝水量并不大。
清洗设备
设置了 18 台擦窗机和固定伸臂，其外伸长度可达 10~20m ，这些设备不用时可以隐藏起来。 18 台设备、 36 个工人，全部清洗一遍要 2~3 个月。