北京新保利大厦工程施工组织设计.doc

- Page 1- 施 工 组 织 设 计 目 录 1、 工程概况 2、 设计依据及设计原则 3、 幕墙性能及主要技术指标 4、 预埋件的埋设方案 5、 索缆安装程序 6、 不锈钢索施工的技术要求 7、 质量保证措施 8、 施工进度计划 9、 现场施工所需的设备及机具 10、劳动力安排计划及现场材料进场计划和实验计划 11、 降低污染、噪音污染等环保技术措施 12、幕墙安装施工的安全措施 13、资金使用计划 14、擦窗机施工方案 15、 吊楼悬挂选择性方案 16、工程供电、供水计划 17、工程保修及售后服务 1 - Page 2-1. 工程概况 11 工程基本情况 工程名称：北京新保利大厦 建设地点：北京市东城区东四十条桥西南角 结构类型：组合结构(框架剪力墙和钢结构) 建筑面积：103308平方米，（地下四层，地上 23 层） 建设单位：北京新保利大厦房地产开发有限公司 12 外装项目基本内容 东北立面柔索玻璃幕墙； 南立面柔索玻璃幕墙； 雨棚； 柔索幕墙清洁系统设计及制作安装； 13 项目基本要求 加工制作与安装； 施工验收时相关标准的编制； 相关的实验和检测； 柔索幕墙深化设计； 柔索幕墙计算分析，以及主体结构对幕墙的影响分析； 柔索幕墙所用材料的加工制作； 柔索幕墙安装就位方案及相关措施； 进行柔索幕墙完成后的复核测试，一切所需实验、调试； 雨棚深化设计及制作安装； 2 - Page 3- 2. 设计依据及设计原则 21 幕墙的设计理念 全面贯彻建筑大师和业主投标书中所表达的理念和要求； 忠实保持和再现建筑师的抽象设计思维和风格； 全面贯彻幕墙设计规范和相关标准的基础上，尽量作到经济性； 22 幕墙设计依据 幕墙招标书； 甲方的技术答疑会备忘录； SOM 建筑电子文件； PFEIFER公司设计施工经验； 国内相关设计规范和标准； 德国相关设计规范和标准； 23 幕墙设计特点 幕墙结构简洁； 技术含量高； 艺术性强，抽象性强； 史无前例； 24 幕墙索网设计施工依据 适用范围： 本说明适用于以下PFEIFER索缆受拉构件：那些符合建筑事务监督批 准Z-14.7-411（“Building Authority Approval Z-14.7-411”）要求， 由不锈钢制造之PFEIFER索缆受拉构件；以及那些符合建筑事务监督总批 准Z-14.7-413 （“General Building Authority Approval Z-14.7-413”） 要求，用非合金钢制造之PFEIFER索缆受拉构件。 3 - Page 4- 其它适用的技术文件： 建筑事务监督总批准Z-14.7-411（“General Building Authority Approval Z-14.7-411”）； 建筑事务监督总批准Z-14.7-413（“General Building Authority Approval Z-14.7-413”）； PFEIFER 目录缆式结构 （“Cable Structure”）（第四部分）； DIN 1076道路、通道工程施工（ “Engineering construction work within the scope of roads and pathways”）。 索缆受拉构件之供应与布置: 一般情况下，索缆受拉构件缠绕在线辊或卷线机上运抵现场。（Pfeifer目 录缆式结构 （“Cable Structure”）（第四部分）。 选用合适的转台松开环；并使用合适的络纱机松开卷线机。 转台或转鼓应装上制动装置 在松开索缆受拉构件时，应遵循以下要点： 不能扭曲索缆受拉构件（观察其表面划线！）； 勿将索缆受拉构件放置在锐边上； 索缆受拉构件不能弯曲、变形（因此，应支撑索缆受拉构件）。 弯曲半径不能低于R = 15 x 绳索直径. 不能损坏防腐层。 4 - Page 5- 消除包装材料： 为了避免污损，在安装前，应除去绳索末端配件上的包装材料或夹子。 安装前检查： 安装前，应彻底检查所有索缆受拉构件，看其在运输过程中是否损坏。 就此而言，尤其应注意检查以下事项： 是否防腐保护受损； 细线是否受损； 钢丝绳用钢丝是否受损。 如果防腐保护损坏，应立即修补之。如果镀锌面受损，应用锌粉漆处理之。 如果必要，还应使用现存的其它涂层进行修补。 安装准备 安装前，应彻底清洁索缆接头细线 ，并涂上润滑油脂。如果细线受损或玷 污，则不能组装，否则可能导致受拉构件不能正常使用。对于由非合金钢制 造之索缆受拉构件，应注意以下事项：一般情况下，务须处理热浸锌和喷镀 锌绳索末端配件上的细线。只需进行临时防腐保护即可。鉴于此，安装后， 应立即除去此类细线上的油污，然后涂上持久腐蚀保护层。 5 - Page 6- 安装： 通常情况下，应依照静力学工程师批准的安装方案进行安装。 该方案应规定所有与安装相关的重要事项（例如：安装流程、安装顺序和张 力）。在所有索缆受拉构件上做标记，以确保所有受拉构件分派到正确的安 装位置。不能扭曲安装索缆受拉构件。在所有索缆受拉构件表面划线，便于 安装控制。元件完成时，不能弯曲此划线。用提升装置（诸如：绞盘）或吊 装工具（如吊杆和宽展杆）将索缆受拉构件拉至安装位置。在此过程中，应 特别注意（参见第3点所述），避免索缆受拉构件受损。应特别注意的是， 在使用吊杆或宽展杆提升索缆受拉构件至安装位置时，应特别注意，不要让 索缆受拉构件弯曲、变形 。倘若索缆受拉构件较重，应采用适当措施（诸 如：偏转鞍座（最小偏转半径为15 x绳索直径） 以防止缆绳悬挂点弯曲、 变形。 将适当的装置（液压缸）用作预应力。构件上所有的细线只能用于调整目的， 而不能用作预应力。观察细线最小的旋入深度。并记录其实际旋入的深度。 除非另有说明，否则索缆受拉构件上的细线应固定（比如：用锁紧螺母固定 或通过粘贴栓锁的方式固定），以避免细线在调整过程中松开。安装后，应 清除索缆受拉构件上的所有碎屑。安装时，将绳索末端的绳套放在适当的位 置，防止绑绳过于弯曲时，个别细线滑出绑绳。安装后，必须去除绳套，否 则可能对防腐层造成不良影响。 监督绳索操作装置： 定期监督、检查绳索操作装置。如果没有现存的具体施工规定，则应依照DIN 1076道路、通道工程施工（“Engineering construction works within 6 - Page 7-the scope of roads and pathways”）规定进行监督和检查。 国内相关规范 1建筑铝型材GB/T5237-2000 2浮法玻璃GB11614-1999 3夹层玻璃GB9962-1999 4钢化玻璃GB/T9963-1998 5幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃GB17841-1999 6玻璃幕墙光学性能GB/T18091-2000 7建筑结构荷载规范GB50009-2001 8建筑抗震设计规范GB50011-2001 9建筑用铝型材、铝板氟碳涂层JG/T133-2000 10建筑幕墙平面内变形性能检测方法GB/T18250-2000 11建筑幕墙抗震性能振动台试验方法GB/T18575-2001 12高耐候结构钢GB/T4171-2000 13焊接结构用耐候钢GB/T4172-2000 14点支式玻璃幕墙支承装置JG138-2001 15吊挂式玻璃幕墙支承装置JG139-2001 16建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001 17工程抗震术语标准JGJ/T97-1995 18建筑用安全玻璃、防火玻璃GB15763-2001 19全玻璃幕墙工程技术规程DBJ/CT014-2001 20点支式玻璃幕墙工程技术规范CECS127-2001 21建筑外窗抗风压性能分级及检测方法GB/T7106-2002 22建筑外窗气密性能分级及检测方法GB/T7107-2002 23建筑外窗水密性能分级及检测方法GB/T7108-2002 7 - Page 8-24建筑外窗空气声隔声性能分级及检测方法GB/T8485-2002 25建筑外窗采光性能分级及检测方法GB/T11976-2002 26钢结构防火涂料GB14907-2002 27钢结构设计规范GB50017-2003 28钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001 29玻璃幕墙工程质量验收标准JGJ/139-2001 30碳素结构钢JGJ81-2002 31玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003 8 - Page 9- 3. 幕墙性能及主要技术指标 31 防水设计： 完整的立面是密封的，如下所示能防渗水： 框格玻璃使用硅酮树脂制成的柔性密封胶加以连接。因为破坏和面 外形变造成的变形导致了密封部位的张力/压缩变形。 因为下面原因造成的密封胶的变形 框格玻璃的破坏 框格玻璃的面外移动 在边界位置和结点连接处，框格玻璃分别由槽钢和钢附件支撑，槽 钢和钢附件通过硅酮树脂密封胶联结的玻璃镶嵌条与框格玻璃隔开。 为避免渗水和保持耐持久性能，必须满足下列要求： a） 密封胶材料的有限应变量； b） 密封胶材料与玻璃的粘着强度。 对长期周期变形来说，硅酮能承受的应变的通常的值是 25%。在剧烈的破 坏发生的位置要用到特殊的硅酮树脂材料，如道康宁的 791，其额定张力 /压缩位移能力达到50%。 粘着强度将通过测试检验。如果硅酮树脂适当地安装到位，应变能力通 常比粘着能力小。 在两种钢索网结构的结构分析的基础上，计算得出的框格玻璃的破坏与 面外移动导致的密封胶的变形证实能够防水。 9 - Page 10-3.2 幕墙玻璃的设计 玻璃的设计，必须采用北京大学力学与工程科学系教授顾志福教授在 2003年8月的“北京新保利大厦的风荷载研究”报告中建议的风荷载。这 里，南正面最大风压表示为2.0 kN/m2。 玻璃采用1233x1333小板块组成玻璃单元，能够具有很好的变形变位能 力。 玻璃选用(6+152PVB+6)超白钢化夹胶玻璃,安全性能及强度满足设计要 求. 索网结构因风荷载发生的整体结构变形造成的玻璃板块翘曲考虑在内。 考虑到温差对结构内力的影响，将对其进行计算：温度变化值取34 绝对温度。这表示T为68C（JGJ 102-96）。 该假设满足指定的平均外表面温度范围-20C 至 +65C 和建筑物内 部温度范围13C 至 +38C。 3.3玻璃幕墙索的张拉（P）强度设计 将根据结构计算与玻璃板块的许可扭曲与变形要求，给索施加预应力。 a 竖直索： 200 kN b 横向索： 250 Kn 3.4 玻璃幕墙临界点沉降（S） 由于安装了弹簧，基础建筑物的下沉作用可忽略。 3.5玻璃幕墙地震荷载（E） 根据JGJ 102-96，正面的地震荷载使用等效恒载计算。使用玻璃板块的恒载 和夹具重量的附加荷载，正面的单位自重定义为0.50 kN/m2。 水平地震荷载： qE = EmaxG/A，其中： E = 5.0 对于北京地区，max = 0.16 10 - Page 11-G = 恒载 A =面积 qE = 5.0 * 0.16 * 0.5 = 0.24 kN/m2 垂直地震荷载： PE = EmaxG 3.6 玻璃幕墙钢索网 （钢绞线）设计 钢索由不锈钢制成的钢绞线构成。它们经过预先拉伸。两根索之间交叉 的每一点均连接有一个钢接点和一个索夹具。索夹具也起玻璃配件的作 用。竖向索通过弹簧锚固到顶端的钢桁梁和底部的混凝土基础上。索必 须在室内，这样，可提供保护，避免受到天气影响和腐蚀。在底部，一 些竖向索的末端与对角形的杆相连接，从而留出一定的空间，以供出口 设施使用。 安装弹簧是为了避免索由于建筑物沉降和钢桁梁活荷载而松弛。根据图 纸S3.55，模拟时使用硬度值200kN/m。 设计（左） 模型（下） 11 - Page 12-3.7 玻璃幕墙防火设计 整个索网墙由不燃材料构成，如果发生火灾，其不会增加火灾荷载。仍然考 虑两种假定来评估索网的行为： A）入口处火灾荷载：一对竖向索断裂（LC 401） B） 吊楼结构的火灾荷载：两根横向索断裂（LC402） 鉴于这两种假定，索网墙仍把力分布到邻近索，将导致整个面无故障。索墙 中的力仍然处于断裂期限内： 直径34mm的横向索：最大 Fu = 329,0 kN Fu = 848 kN 直径26mm的竖向索：max Fu = 400,0 kN Fu = 496 kN 3.8关于全封闭索（Fully Locked Cables）的提议 主索除了使用高强度并列绞索外，还建议使用全封闭索。由于索A和B的力比 为2：3，所以将假设两根直径128mm的全封闭索代替索A，三根直径128mm完 全锁紧的索代替索B。 涂有galfan的全封闭索的特性定义如下： 12 - Page 13- 依据图S0.25中的力（力转移表），按照德国规范DIN 18800，全封闭索 的尺寸计算如下： a） 恒载和预应力与活荷载结合： 索A： Zd,A = 1.35 * 11750 kN + 1.50 * 2290 kN = 19298 kN 索B： Zd,B = 1.35 * 17350 kN + 1.50 * 3430 kN = 28568 kN b） 恒载和预应力与活荷载和风结合： 索 A： Zd,A = 1.35 * （12650 kN + 2290 kN） = 20169 kN 索 B： Zd,B = 1.35 * （18600 kN + 3430 kN） = 29741 kN b） 是决定性的 检查单根索： Z1,d,A = 20169/2 = 10085 kN decisive 10121 kN，由Pfeifer指定为 极限张力 Z1,d,B = 29741/3 = 9914 kN 与并列绞索相比，全封闭索的弹性模量较低，为了研究这种效果，二者间将 进行刚度类推。刚度比将计算如下： 13 - Page 14- = （EPS*APS） / （EFL*AFL） 并列绞索： EPS*APS = 19000 kN/cm2 * 151 * （1.52/2）2 * cm2 = 5.21 * 106 kN 全封闭索：EFL*AFL = 16000 kN/cm2 * 3 * 116 cm2 = 5.57 * 106 kN = 5.21 / 5.57 = 0,94 对于结构计算，6%的刚性差可以忽略。 3.9 幕墙体系概述 我们研究了尺寸为h x w = 1,33 m x 1,237 m的四种玻璃板块，分别 带有不同的支撑类型。整体结构分析中，每种玻璃的由于荷载组合造 成的最大弯曲变形取自LC 203和 LC 206： 四角固定玻璃板块24mm 一角固定玻璃板块（双边支撑，一角固定） 23 mm 边缘板块顶/底部（单边支撑，两角固定） 25 mm 边缘板块部分 （单边支撑，两角固定） 15 mm 14 - Page 15-接头配件草图如下： 玻璃配件的细节 玻璃板块必须是夹层钢化安全玻璃，2 x 6 mm ，带有0.76mm PVB夹层。局 部设计风荷载w确定如下：w = 2,0 kN/m2 考虑两个荷载组合： LC 2：1.2 D + 1.4 W LC 3：1.2 D + 1.4 W + 1.0 War （ULS） 注：没有考虑PVB夹层的剪切模量（安全设计方法）。 在JGJ 102-96之后，钢化玻璃的许可应力为84 N/mm2：在FE计算中，对于夹 层材料（glazing gasket）b x h约60 x7mm，使用弹性模量25Mpa。这对应 于50 70 IRHD的近似肖氏硬度。使用0.49的泊松比。必须通过实验验证 夹层衬垫的材料数据。 15 - Page 16-注意，根据招标文件的要求，玻璃板块的尺寸是按风荷载100年一遇制定的。 发生罕见地震时，由于结构设计中不能详细计算的局部接触作用，造成一个 板块的坍塌是必然的。由于一个夹层包装的两个板块都坍塌是不可能的，所 以夹层玻璃的使用给出了一个冗余度。 每个支撑类型的图形显示： - 结构, FE-模型 - 风荷载和翘曲（LC 3） - 最大主张应力 LC 2： 恒载 + 风荷载, ULS - 最大主张应力 LC 3： 恒载 + 风荷载 + 翘曲，ULS 3.9.1 不锈钢钢索施工的技术要求 钢铰线索用作悬索。（例外：按照DIN 18809，不能用于钢桥。） 钢索施工使用的所有钢丝的额定抗拉强度为：钢铰线索要达到n = 1450 N/mm2 钢丝 一般要求： 按照DIN 17440，钢丝使用不锈钢制造，材质为1.4401或1.4436。 熔融料和产品分析中的化学组成必须和DIN 17440和DIN EN 10088中规定的值一致。在钢索可能偏转一个角度时，用于钢索 的圆形钢丝的直径要被限制在各自偏转半径的0.5%（悬索除外）。 不管如何，圆形钢丝的直径 ,d“ 如下： 0.7 mm d 4.0 mm 应在此说明的直径公差内依照DIN 2078加工圆形钢丝。钢丝的表面必须 没有有害的缺陷，如腐蚀，裂缝，缺口等。这些情况论如何都会削弱钢 丝的可用性。 绞股过程以前钢丝的贮存： 线盘应按照DIN 2078, 7.2的规定贮存，贮存和运输时要保护线盘免受气 候和机械的影响。 16 - Page 17- 钢铰线索 钢索施工必须事先通知客户，且经过客户批准后方能进行。钢索的弹性 模量必须为E = 130 10 KN/mm。残余伸长限定为= 0.35。这 个值是在经验的基础上得到的，可能改变。绞距要调整到弹性模量以及 计算的钢索偏转。单根钢丝层将由左手和右手交替绞合。在另一层之上 单层上钢丝的直径必须协调，使钢索能够毫无问题地固紧，同时也不会 出现钢丝起拱。在计划的固紧和鞍架位置上以及钢索承插位置给钢索做 好标记。它们同样有贯穿整个长度的中心线的标志。钢索结构由19、37、 61 或91 个单根钢丝组成。钢铰线索在末端压合锚定。锚固件的荷载能 力至少必须达到钢索抗断强度的90。 钢丝的质量控制 按照DIN EN 10204 ，质量控制检测应该由制造商和/或一个独立的质量 检测机构进行。独立的质量控制检测必须由公认的检测机构来执行。为 了通过测试，样品的必须达到或超过标准中设定的质量要求。假如样品 不能满足要求，那么按照备选方案应从同一件钢丝上取两个新样品进行 检验。如果这些样品也没有满足要求，应该检验生产的整个批料。检验 不合格的部分应该从批料中除去。在检验完成后，检验记录连同验收合 格证应提交给S.O.。所有质量控制检测的费用应由承包商负担。如果这 些记录没有按单项记录，那么将被计入单价。钢丝应该进行以下检验： A) 对于钢丝杆： 按照DIN 17440 和DIN EN 10088 （DIN EN 10204-3.1B）分析每个熔融 料的熔化物。 B）对于钢丝：（未铰钢丝） 检验的钢丝件应从待铰成股的钢丝盘上取下。取下的长度必须足够用于 重复检验。钢丝件和钢丝盘应充分做好标记。 每个钢丝盘的检测： 17 - Page 18- -按照DIN EN 10002的拉伸试验 （DIN EN 10204-3.1B） -按照DIN 51 211反向弯曲 （DIN EN 10204-3.1B） -按照DIN 51 212扭力试验 （DIN EN 10204-3.1B） 每5个钢丝盘取样试验： - 圆形钢丝尺寸精度的测试 （DIN EN 10204-2.3B） 拉伸试验不仅测定拉伸强度，而且也测定断裂伸长率。 当测定尺寸精确度时，要在二个垂直的方向进行测量。 钢索质量控制 长度公差： 钢索的总长度要在公差T（mm）= （钢索长度（m） +5）的范围 内验证 切割钢索到指定长度： 为了准确的切割长度，必须对以下工作加以考虑： 1. 考虑承包商进行的试验结果时的总的伸长率 2. 温度：设计和生产环境的温差 钢索应在拉伸时进行切割。拉伸载荷上承包商确定，并且得到建筑工程 师批准。该拉伸载荷应该近似于该钢索在静负荷下支持框架的预期载 荷。精确的钢索长度必须由建筑工程师在收到测试结果后计算得出，测 试在钢索厂商或测试机构的前提下进行。相应的钢索载荷以及钢索系统 点将由负责最终没计的建筑工程师提供。除了钢索的弹性伸长外，外形 上也存在蠕变（塑性）变形。因此钢索生产时要短 0.35 ，把蠕变考 18 - Page 19- 虑在内。, 钢索承插和钢索锚具 必须使用如下材料： 材料名称： X2CrNiMoN 22-5-3 标准： DIN EN 10088 材料编号： 1.4462，S460 耐腐蚀水平 III 索网的质量控制 长度公差: 一条索网的总长根据公差T(mm) = (索网长度(m) +5)检验 按检验长度切断索网: 如欲求精确的话，以下因素需加以考虑: 延长总量，考虑到承包人已实施过的试验的结果。 温度：设计和生产环境之间温度的不 索网是在有张力的情况下被切的。拉伸载荷由承包商决定并得到结构工程 师的认可。拉伸载荷必须与静载荷下支承构架上的索网所受的预期负载大 致相当。 3.10.主索的创新方案 此供选方案是用全封闭索（VVS）来替换平行斜拉绞索穹顶支撑。 经我方的计算及分析，此供选方案与平行绞索方案性能相近。VVS缆束 只会稍微改变支架索的变形性状。被更换时，穹顶的内支撑几乎不会发生结 构改变。穹顶的外支撑（与索网相连部分）会因其结构性状对索网有所影响。 19 - Page 20-但这种影响已被最小化，其残留影响可以被索网吸收而不会对索网性能有所 制约。 这个方案充分考虑了支撑架二轴所需的不同破裂负荷。并保留了摇杆机 构的几何特性。 其外观改变及其它优势如下所述： 3.10.1.平行缆束索 视觉效果 平行缆束的直径大约250mm，所以从任何角度看都象一条250mm粗的钢管。 外观由于防蚀保护看起来就象一根上漆的钢管，观众不会看见索网张紧。 技术效果 摇杆机构处的力渗透只取决于钢板长度。 通常，索网公司、玻璃幕墙公司或钢屋架公司都不善于生产和安装这种可 以创造出几种新的复杂界面而互相协调的平行绞线索。 通常，平行绞线公司由于对此种建筑场所的复杂性经验有限，而不承接高 层玻璃幕墙工程。 通常，平行绞线公司对特高强度铸造件如端线夹和摇杆机构的经验有限。 通常，平行绞线公司对建筑上的重大应用经验有限，并会引起外观问题。 平行绞线的特性对索网产生影响，并且夹具协调不良也会引起结构破坏、 腐蚀及安全问题。 维修这种结构总是需要二家公司。 20 - Page 21- 3.10.2. 选择VVS索网 视觉效果 VVS解决方案是由2或3根（取决于支架的轴数）直径约100130mm的平行VVS 索网排列而成。 依靠索网的排列（此方案选择水平排列，如要用垂直排列亦可）构成一个 透视图，观众只会看到一根约100mm粗的索网，从构成的90旋转透视图 中，观众会看见2或3根靠得很近的平行索网，但其中间距仍清晰可见并 使外观显得更透明而亮堂。 由于索网中的每根钢丝都有GALFAN涂层(参见5.f.2)，无需再上溙或防蚀保 护，从而显现支架真实的索网外观效果。 靠近摇杆机构的终端接头是采用开口式索头的铰式连接，比平行绞线索所 用的大接头要小得多。 摇杆机构上两轴对索网清晰持续的光穿透。将会在这个区域造成一些十 分有趣有景象。 用一些小夹具连接索网，使索网处于平行几何形状中，但是与平行绞线索 所用的夹具比要小得多。 沿轴的平行索网的间距可以由二个偏离夹钳从索头处所需的空间单独调整 至最小。 如果需要，每个缆束顶部的张紧机构可以设计成轻巧的铰式连接，观众可 以从此处沿着结构一直看到末端， (由于此时建筑物还不可见，所以图 中未表示)。 技术效果 整幢建筑物的所有索网结构从生产、供应到安装都由同一家公司承担。 21 - Pag