与H型钢梁连接的幕墙支座深化设计及施工

与H型钢梁连接的幕墙支座深化设计及施工摘要：广东（潭州）会展中心二期及配套项目I包幕墙工程体量大，工期短，质量要求高。通过对幕墙支座方案的优化，保证了施工进度与施工质量，为同类型工程施工提供借鉴。关键词：H型钢梁；幕墙支座；深化设计与施工1工程概况广东（潭州）会展中心二期及配套项目I包位于佛山市北滘镇上僚片区，地上为展厅（共有5个馆），登录厅，室外连廊，仓库及部分配套会议、办公、管理及设备用房，总建筑面积约为141000m2。工程下部主体采用钢框架支撑结构，屋盖采用钢桁架结构及双层网壳结构。外立面采用幕墙装饰，以"舟行海上，扬帆远航〃为立意，顺应水与帆的设计主题，体现了岭南自由飘逸的地域特质。1.1幕墙工程概况图1幕墙概况幕墙工程由构件式横明竖隐玻璃幕墙、密缝式铝板幕墙和干挂式石材幕墙组成。幕墙面积约100000m2，总工期为3个月，质量目标为确保获得广东省优良样板工程和建设工程国家级奖项。2、幕墙工程难点及相应对策工程难点是幕墙体量大，质量要求高，工期短，需采取合理的施工措施和施工组织，严格控制各关键节点，才能确保工程顺利完工。本工程计划采用落地式双排脚手架作为幕墙施工平台。根据施工总进度计划，在主体钢结构整体吊装基本完成后开始脚手架搭设。综合考虑工期及施工难度等因素，考虑采用以下措施：幕墙与钢结构交叉施工，即在钢结构单元吊装完成后，利用产生的工作面，通过其它操作平台，开始幕墙部分工序的施工。当施工条件具备后，再搭设脚手架，进行幕墙其余工序的施工。幕墙施工主要工序为：测量放线支座安装连接件安装主龙骨安装次龙骨安装避雷、防火、隐蔽处理面板连接注胶撕去保护膜清洗幕墙。结合本工程实际情况，可以将幕墙支座安装与钢结构安装交叉施工。理由如下：（1） 幕墙支座安装工序较多，施工周期较长，提前施工可以节约工期。（2） 幕墙支座安装所需工作面较小。参考钢结构单元拼装焊接所用的挂笼，制作简易、可靠的操作平台（见图3），当具备工作面时，立即利用操作平台进行幕墙支座焊接作业。图2钢结构单元拼装焊接图3简易操作平台为保证支座安装顺利进行，除了采用合适的操作平台，还需要设计合理的幕墙支座。3幕墙支座连接方案设计与调整3.1原设计方案图4原支座设计图幕墙支座由3块12mm厚的钢板焊接而成（见图4），支座四周与钢梁焊接牢固。此支座方案优点是刚度大，强度高，受力性能好。但缺点也很明显：（1） 支座重量大。每个支座重约25公斤，当工人在挂笼上进行焊接作业时，难以将其移动操作。（2） 焊接难度大。支座与钢梁上翼缘的焊接属于仰焊，工作量大，不易施焊，只适合在脚手架上作业。3.2支座深化设计图5支座设计初步修改方案根据钢梁形式，结合施工实际操作情况，对原设计方案进行初步修改（见图5）。（1） 支座和H型钢梁上翼缘搭接，搭接宽度为300mm。施工时先把支座平放在钢梁上，然后进行焊接。焊接属于平焊，易于施焊。（2） 支座底部与钢梁腹板焊接加强。考虑焊条长度及施焊角度，支座底部钢板两端各预留30mm的施焊空间，即底部宽设计为240mm。（3） 支座上开设16.550mm长圆孔，方便转接件左右调节，消除支座安装误差。支座经过优化后，重量仅为12公斤，焊接工作量也减少，可提高安装速度。对支座的可靠度进行验算。本工程基本风压为0.6KPa，地面粗糙度为B类，抗震设防烈度为7度。取高度为15.7m墙角位置分格1200mm5750mm的石材幕墙作为分析对象。计算可知，幕墙传递到转接件的水平设计荷载19kN，竖向设计荷载9kN。使用有限元软件Ansys15.0对支座进行整体计算。计算结果见图6、图7。图6支座应力分布图 图7支座挠度图支座最大挠度为0.32mm，最大应力为219N/mm2。应力略大于规范限值（限值为215N/mm2），需对支座进行加强。考虑在支座间增加12mm厚肋板。重新验算，计算结果见图8，图9。图8支座应力分布图 图9支座挠度图支座最大挠度为0.31mm，最大应力为144N/mm2，满足规范要求。支座最终方案见图10。图10支座深化设计图4支座施工工艺测量放线支座放置支座焊接防腐处理。4.1测量放线根据土建梁柱尺寸控制线，按照支座布置图及标高尺寸，在H型钢上用红笔划出支座放置控制线。4.2支座放置将支座平放在钢梁上，调整好位置，再进行点焊定位。支座安装标高偏差不应大于10mm，位置偏差不应大于20mm。4.3支座焊接焊接作业在挂笼平台上进行。先将支座顶板与H型钢梁上翼缘三面围焊，然后将肋板、底板与钢梁腹板焊接。焊接后除掉焊渣，不得存在表面气孔、夹渣、裂纹等缺陷。焊接时需在下方设接火斗，防止焊渣掉落，引发火灾。4.4防腐处理支座焊接完毕，应及时作防腐处理。焊缝先刷二道防锈漆，再刷一道银粉面漆。5支座施工时关键节点处理5.1楼承板处理钢梁上方需铺设楼承板。当楼承板安装完毕后，幕墙支座将无法安装。因此，支座安装前需与钢结构施工单位充分沟通，并合理安排施工时间。另外，支座与楼承板冲突。如果不作处理，楼承板边会翘起，造成质量隐患。经多方协调与讨论，最终采用以下措施：铺设楼承板后，钢结构施工单位根据支座位置，现场对楼承板进行开口处理，缺口位置再用镀锌钢板封口（见图11），避免浇注楼板混凝土时发生漏浆。图11楼承板处理5.2钢梁肋板位置支座处理部分幕墙支座与钢梁肋板冲突，处理方法是切除支座肋板。肋板是影响支座强度的关键因素（见图8计算结果），施工时必须将支座与钢梁肋板焊接牢固，这也是支座质量的控制要点之一。图12肋板位置支座处理5.3钢梁内侧处理受支座肋板和底板焊接影响，钢梁内侧涂料容易起鼓脱落。在涂刷防火涂料前，应对此部位进行打磨，并补刷油漆，防止防火涂料粘结不牢，日后发生脱落。图13钢梁内侧处理6结语本工程以工期为导向，结合工程实际情况，对幕墙支座设计方案及施工方法进行了改进，取得