某铁路站房幕墙工程设计说明

上海铁路南站站房幕墙工程设计第一章总体概述第一节工程概况上海铁路南站位于沪闵路以南、石龙路以北，柳州路以西、桂林路以东地块，总策划面积60.32公顷，站屋及铁路用地约14.12公顷。主站屋总建筑面积约43600m2，高架站屋主体檐口高度24.4m，中心制高点高度42.7m，地下一层。本工程为综合性大型交通枢纽中心，建筑外立面采用玻璃、铝合金板组合幕墙体系，色彩淡雅，造型简洁，结合高精现代幕墙技术和幕墙材料，完美地刻画出建筑的细部和整体形象，以现代的风格和技术材料反映出新世纪的时代特性和风貌。本工程建筑标高9.00米以上部位玻璃幕墙设计为本次设计的难点及重点，我司采用明框（钢框）玻璃幕墙，玻璃选用无色透明中空玻璃，和屋顶钢结构采用万向活动机构，既满足了结构师“避免传给钢屋盖较大的水平力”的要求，又满足了幕墙在风荷载作用下产生摆动的要求。其他铝板幕墙采用开缝干挂式结构，以达到视觉上跳动的效果。本工程由上海铁路局建设中心招标，华东建筑设计研究院有限公司和法国AREP建筑公司联合设计，上海市建工集团总承包。该建筑风格朴实、清新，介于传统与现代建筑风格之间；在稳重、庄严之中又揉进了现代建筑的气息。第二节幕墙设计构思与结构系统的选定1．断热明框（钢框）玻璃幕墙：基本结构：结构形式——钢铝结合明框玻璃幕墙系统。幕墙系列——主龙骨为T型钢，横龙骨为T型钢，表面氟碳喷涂处理。幕墙部位——9.00米标高以上幕墙玻璃形式——6+12A+6mm透明钢化中空玻璃主龙骨与建筑主体连接——铰支座连接横龙骨与竖龙骨的连接——钢角板连接埋件形式——平板槽式埋件2．断热明框（钢框）玻璃幕墙：基本结构：结构形式——钢铝结合明框玻璃幕墙系统。幕墙系列——主龙骨为T型钢，横龙骨为T型钢，表面氟碳喷涂处理。幕墙部位——9.00米标高以下幕墙玻璃形式——6+12A+6mm透明钢化中空玻璃主龙骨与建筑主体连接——2XM12不锈钢螺栓横龙骨与竖龙骨的连接——钢角板连接埋件形式——平板槽式埋件3．开缝铝板幕墙基本结构：结构形式——开缝干挂铝板幕墙系统。幕墙系列——主龙骨为120×60×5钢方管，横龙骨为60×60×3钢方管，表面热浸镀锌处理。幕墙部位——实体墙部位幕墙铝板形式——3mm铝单板主龙骨与建筑主体连接——2XM12不锈钢螺栓横龙骨与竖龙骨的连接——焊接埋件形式——平板槽式埋件4．铝合金百叶幕墙：基本结构：结构形式——铝合金百页幕墙系统百页形式——倾斜式防水型铝合金百页，表面氟碳喷涂处理铝合金龙骨——铝合金龙骨，型材表面氟碳喷涂处理第二章方案设计的重点和难点一、幕墙板块的分格设计幕墙的分格设计直接影响着建筑的立面效果。我们的分格设计基本保持了建筑原有的立面分割效果和形式，只对局部超大规格板块做了适当的调整，使之在满足幕墙构造要求的同时，更好的体现原有的建筑风格。幕墙的分格设计时重点考虑了以下几个方面：1．尊重原来的建筑风格。2．注重线条的比例和对称性。3．便于房间的分割和防火分区的划分。4．避免一个板块跨越两个房间或两个防火分区。5．提高材料的利用率，尽量降低成本。6．尽量使板块具有可互换性，减少备用板块的种类和数量，便于将来的维修及更换。二、幕墙与主体的连接设计幕墙与结构主体的连接在保证幕墙性能、顺利安装调整等方面是非常重要的，同时本工程9.00标高以上幕墙于屋顶钢结构连接也是本工程需要重点解决的问题。幕墙做为一种独立的维护结构体系，悬挂于主体结构外侧，连接不仅要完成幕墙荷载的受力传递，而且还要实现主体偏差的吸收，保证幕墙平整度。所以结构设计尤为重要。本工程的连接设计在满足强度同时，可实现三维调整，技术先进成熟，保证了幕墙的安装精度。9.00标高以上幕墙和钢屋盖连接，结构设计师要求“幕墙体应避免对钢屋盖产生较大的水平力”，我司在满足设计师要求的前提下，同时考虑到荷载对幕墙体系的影响，选择了万向活动机构连接方式。三、幕墙的防雷设计按照《建筑防雷设计规范》要求，建筑物防雷设计，不仅考虑顶层雷击，还要考虑侧向雷击。由于本工程大面积使用玻璃、铝板，属重要防雷建筑，因而合理的防雷措施将使外饰面免受雷击，达到安全使用功能。在本工程的幕墙设计中，每层设一道均压环，在设均压环的楼层的预埋件与纵向钢筋连接，均压环与幕墙立柱用不锈钢板接通，使均压环范围的幕墙立柱都接地，形成不大于12×8米防侧雷网络，保证建筑的安全，防止雷电损害。因幕墙的每个板块都是独立的，在安装之后，板块间因使用了密封胶而连通不畅，所以，对于幕墙还应采取措施使板块进行连通。本工程，我们将上下、左右相邻板块用不锈钢膨胀节进行连接，使板块在整体上实现导通，从而达到有效防雷的目的。四、幕墙的防火设计幕墙作为建筑物的外围护结构，是建筑重要组成部分，因此防火设计是非常重要的。为此，我们在结构楼板上、下二层间通过设计安装断火设施（层间封修，且连续整个平面周区）、房间之间在隔墙部分安装断火设施与层间封修连成一体，有效地阻止一旦失火而造成的火势蔓延。防火性能设计和防火等级大小，是衡量幕墙功能优良与否的一个重要指标。根据《建筑设计防火规范》中规定：窗间墙的填充材料采用非燃烧材料，如其墙面采用耐火极限不低于1ｈ的非燃烧材料时，其墙内填充材料可采用难燃烧材料。具体措施：①幕墙装饰材料为难燃或非燃烧体。②在每层楼板边缘与幕墙间的缝隙都用防火岩棉板填实（100ｍｍ），外加1.5ｍｍ厚镀锌板封闭，这样既保温，同时又防止一旦失火，火从缝隙向楼上蔓延，形成自下而上的拔火风道，造成大面积火灾。③幕墙与主体结构的连接件和预埋件外露部分均设在防火保护区内。避免采取一大块玻璃跨越上、下两个防火分区的分格，以防某层失火，玻璃很快爆裂，火势殃及邻层，造成大面积火灾。采用以上措施，耐火极限能够满足本工程的要求，为消防工作争取了时间，有效地保障人员和财产的安全。本工程的耐火极限可达2小时。第三章幕墙的主要结构特性介绍1．断热明框（钢框）幕墙的结构设计明框玻璃幕墙结构如图所示。其结构设计特点为：明框幕墙玻璃座装在横梁上，横向和竖向通过压板定距压紧，外加扣板，安装可靠，装饰效果好，耐候性强。玻璃可浮动，能满足幕墙各种变位要求。压板与主龙骨间设有断热块，实现结构断热。满足幕墙的保隔热要求。梁端部特殊加工，插入竖框前部腔内，形成排水通道，使少量可能渗入雨水排出。在结构的处理上，采用分体结构，竖向及横向均以压板勾到竖框、横框上，辅之以自攻钉拧紧，即可定位，又牢固可靠，此分体结构既方便更换玻璃，又安装灵活。横梁前部及外露扣板底部设有排水通道，使少量可能渗入的雨水沿此通道排到室外，实现结构防水。密封胶条的双道密封保证幕墙的水密性和气密性。外露扣板氟碳喷涂处理，即美观又耐腐蚀；所有硬性接触处，均采用弹性连接，提高了幕墙的抗震性能，消除了伸缩噪声，同时由于密封性能的提高，保证了帷幕的隔音效果。不同金属的接触面都使用尼龙垫片以防止电化腐蚀。幕墙预埋件采用平板槽型埋件，通过转接件及连接件使幕墙主龙骨与主体间实现三维调整，既保证幕墙的平面度和垂直度，又提高结构安全性能。幕墙钢框采用T型钢，既满足了设计师要求，又提高了幕墙的内视效果，使幕墙通透挺拔。2．开缝铝板幕墙开缝式铝板幕墙系统技术与传统的完全封闭的铝板幕墙结构相比具有许多独特的优势，综合起来在以下几个方面：装饰面层后面由于长期保持流通的空气所以具有很好的热工性能，可以大大的降低温差造成的对建筑结构的损坏如降低热传导，减少建筑结构的龟裂。保持墙体的干燥，室内的湿气可以很快挥发，新的墙体能够迅速干燥。与墙体保温材料的组合可以大大降低室外的噪音的影响，这样就可以减少对窗户的降噪设计指标要求，提高室内的舒适度。作用在建筑外墙上面的风压强度会由于开放式的幕墙结构而降低，这样对于大的尺寸分格的板可以减少或不用背后加强肋，另外可以减少幕墙框架结构的用材量和固定点的数量。挂式结构工厂内组装，现场安装速度快，质量好。3．铝百叶幕墙的结构设计采用铝合金对插竖框，工厂内组装，现场安装速度快，质量好，强度高。百叶为铝挤型材，表面氟碳喷涂处理，防腐性好。百叶采用自攻螺钉固定在两侧的单元竖框上，室内外看不到连接件，装饰效果好。第四章设计依据1．设计的基本依据基本风压值：W0=0.60KN/m2。地震设防：7度。地区粗糙度：B类。2．采用的主要规范《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003《建筑幕墙》JG3035-2003《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ113-2001《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2003《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB50210-2001《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-2001《建筑幕墙工程技术规范》DBJ08-56-96《建筑幕墙物理性能分级》GB/T15225-1994《建筑幕墙空气渗漏性能测试方法》GB/T15226-1994《建筑幕墙风压变形性能测试方法》GB/T15227-1994《建筑幕墙雨水渗漏性能测试方法》GB/T15228-1994《建筑外窗抗风压性能分级及其检测方法》GB7106-1986《建筑外窗空气渗漏性能分级及其检测方法》GB7107-1986《建筑外窗雨水渗漏性能分级及其检测方法》GB7108-1986《建筑外窗保温性能分级及其检测方法》GB8484-1987《建筑外窗空气声隔声性能分级及其检测方法》GB8485-1987《钢化玻璃》GB/9963-1998《中空玻璃》GB11944-1998《浮法玻璃》GB11614-1999《夹层玻璃》GB9962-1999《吸热玻璃》GB/T18701-2002《热反射玻璃》JC693-1998《防火玻璃》GB15763-1995《压花玻璃》JC/T511-1993《幕墙用钢化玻璃和半钢化玻璃》GB17841-1999《铝及铝合金阳极氧化、阳极氧化膜的总规范》GB8013-1987《铝合金平开门》GB8478-1987《铝合金门窗拉手》GB9301-1988《铝合金门锁》GB9303-1988《闭门器》GB9305-1988《优质碳素结构钢技术条件》GB/T-699-1999《碳素结构钢》GB/T-700-1998《合金结构钢技术条件》GB/T3077-1999《低合金高强度结构钢》GB/T1591-1994《碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带》GB912-1989《连续热镀锌薄钢板和钢带》GB2518-88《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》GB3274-1988《不锈钢棒》GB-1220-1992《不锈钢冷加工钢棒》GB4226-1984《不锈钢冷轧钢板》GB3280-1992《不锈钢热轧钢板》GB4237-1992《不锈钢冷顶锻钢丝》GB/T4010-1993《不锈钢丝》GB/T9944-1993《铝合金建筑型材》GB/T5237-2000《铝及铝合金轧制板材》GB/T3880-1997《铝及铝合金挤压棒材》GB3191《铝及铝合金热轧板》GB3193《变形铝及铝合金的化学成分》GB/T3190-1996《锌合金、铝合金、铜合金压铸技术条件》JB2072《聚硫建筑密封膏》JG483-1996《硅酮建筑密封胶》GB14683-1993《建筑窗用弹性密封剂》JC485-1996《中空玻璃用弹性密封剂》JC486《合成橡胶的命名和牌号》GB5577-1985《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-1997《建筑橡胶密封垫预成实硫化的结构密封垫用材料》GB10711《天然花岗石荒料》JC204-1996《天然花岗石建筑板材》JC205-1996《不锈钢螺栓、螺钉、螺柱和螺母》GB/T3098-2000《金属弯曲试验办法》GB/T232《金属拉伸试验办法》GB/T228《建筑密封材料试验办法》GB/T13477-92《硫化橡胶撕裂强度的测定》GB529-GB530《硫化橡胶邵尔A硬度的测定》GB/T531-1999《硫化橡胶密度的测定》GB/T533《矿物棉制品试验方法》GB5480《天然饰面石材试验方法》GB9966-1988《非金属固体材料导热系数的测定方法—热线法》GB10297《夹层结构或芯子吸水性试验方法》GB/T14207《建筑材料水蒸气透过性能试验方法》GB/T17146《建筑构件温态热传递性质的测定标定和防护热箱法》GB/T13475《高层民用建筑设计防火规范》GB50045《民用建筑热工设计规范》GB50176《建筑防雷设计规范》GB50057-1994《建筑结构荷载规范》GB50009-2001《建筑抗震设计规范》GB50011-2001《混凝土结构设计规范》GBJ10-1989《钢结构设计规范》GBJ17-1988第五章幕墙的各项物理性能指标1．风压变形控制值风压变形系指建筑幕墙在与其相垂直的风压作用下，保持正常性能不发生任何损坏的能力。建筑幕墙性能分级值计量单位分级ⅠⅡⅢⅣⅤKpa≥5<5≥4<4≥3<3≥2<2≥1本工程按照《玻璃幕墙工程技术规范》及《建筑结构荷载规范》对风荷载标准值进行了计算，建筑标高18.500米处风载荷标准值WK＝1.49KN/m2。按其计算值将幕墙性能分级应在Ⅴ级。根据新颁布的《建筑结构荷载规范》要求，我们在计算时，基本风压取0.60KN/m2。同时，在具体计算时，我们对所有玻璃幕墙使用的铝合金龙骨，均使其满足相对挠度不大于1/180的要求，对铝板幕墙使用的钢龙骨，使其满足相对挠度不大于1/300的要求，绝对挠度不大于15mm，并对所有幕墙中的其它受力构件进行了详细分析和计算，以保证本工程幕墙在阵风袭击下不受损坏，保证安全。2．雨水渗漏性能（水密性）雨水渗漏性能系指在风雨同时作用下，幕墙透过雨水的能力。玻璃幕墙开启部分的雨水渗透压力应大于350Pa,固定部分大于等于1600Pa。其指标为Ⅱ级。雨水渗漏性能分级值计量单位分级ⅠⅡⅢⅣⅤPa可开部分≥500≥350<500,≥250，<350≥150,<250≥100,<150固定部分≥2500≥1600,<2500≥1000,<1600≥700,<1000≥500,<700在玻璃幕墙中，采用胶条和硅胶的双道密封结构，利用等压腔原理，有效提高幕墙的水密性能。开启窗两道密封，保证了开启窗的优良水密性能。在铝板幕墙中，采用外部密封胶内部胶条密封的方法，形成可靠密封系统。在石材幕墙中，采用石材专用密封胶密封的方法，形成可靠密封系统。空气渗透性（气密性）空气渗透性能系指在风压作用下，其开启部分为关闭状况的幕墙透过空气的性能。空气渗透性能分级值计量单位分级ⅠⅡⅢⅣⅤm3/m.h(10Pa)可开部分0.5>0.5≤1.5>1.5,≤2.5>2.5,≤4.0>4.0,≤6.0固定部分≤0.01>0.01≤0.05>0.05,≤0.10>0.10,≤0.20>0.2≤0.50本工程玻璃幕墙的空气渗透性能：在10Pa的内外压力差下，其固定部分的空气渗透量不大于0.05m3/m·h，开启部分的空气渗透量不大于1.5m3/m·h。其指标属Ⅱ级。玻璃幕墙采用胶条和硅胶的双道密封方法，形成可靠密封系统。4.保温性能保温性能系指在幕墙两侧存在空气温度差条件下，幕墙阻抗从高温一侧向低温一侧传热的能力。保温性能分级表计量单位分级ⅠⅡⅢⅣW/M2.K≤0.70≤1.25,>0.70>1.25,≤2.0>2.0,≤3.3玻璃幕墙为双道密封，采用钢化透明中空玻璃，能够满足保温要求。石材、铝板幕墙背靠墙体，