某医院科教中心幕墙工程设计说明

松江新院—科教中心幕墙工程方案设计总一、工程概况:1、工程名称：上海市第一人民医院松江新院—科教中心2、工程地点：上海市松江新区3、建设单位：上海市第一人民医院4、建筑设计单位：上海市卫生建筑设计研究院有限公司5、工程概述：松江新院—科教中心是松江新院医院整个建筑中重要组成部份。它的成功建设将对上海市卫生事业做出重要贡献，不但技术含量高，建筑造型也别具一格，整个建筑呈圆锥形。因此对该幕墙工程的设计提出了更高的要求。二、设计依据：1、依据的标准及规范。(1)幕墙技术规范《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003《金属与石材幕墙工程技术规程》JGJ133-2001（2）、建筑设计规范《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-952001版《建筑设计防火规范》GBJ16-872001版《建筑抗震设计规范》GB50011-2001《建筑防雷设计规范》GB50057-94《钢结构设计规范》GB50017-2003《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（3）、材料标准《铝合金建筑型材》GB/T5237-2000《铝及铝合金加工产品的化学成分》GB/T3190《碳素结构钢》GB700-88《低合金高强度结构钢》GB1597《平面钢化玻璃》GB/T9963-1998《铝及铝合金板材》GB/T3880-1997《建筑用铝型材铝板氟碳涂层》JC133-2000《建筑橡胶密封垫预成型实芯硫化的结构密封垫用材料》GB10711《聚氨酯硬泡体防水保温工程技术规程》JCJ14-1999《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776(4)、检测方法《硬质泡沫塑料吸水率试验方法》（GB8801-88）《绝缘材料稳态热阴及有关特性的测定》（GB10294-88）《泡沫塑料和橡胶表观（体积）密度的测定》（GB/T6343-95）《硬质泡沫塑料尺寸稳定性试验方法》（GB8811-88）《硬质泡沫塑料压缩试验方法》（GB8813-88）（5）、其他规范及要求《建筑施工高处作业安全技术规范》JG80-91《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-882、设计参数（1）上海地区:基本风压为0.55KN/m2。（2）上海地区抗震裂度七度。（3）上海地区粗糙度类别B类。（4）最大温差80℃。三、设计原则：1、使用功能及构件强度与变形的充分保证幕墙在结构上，在一定程度起到抵抗了风荷载和活荷载的功能，建筑风格上又体现整个建筑物的颜色与造型风貌。2、设计师在建筑造型上的充分体现与保证科教中心的立面是一个圆锥体，在立面分格上我司通过三角形分格过渡，来解决立面分格存在问题，以满足建筑师的立面要求。立面局部分格图3、合理的选择面板材料与系统完美结合设计在绝对满足使用功能及安全的前提下，应同时充分考虑将来的免维护，故在选材方面要谨慎从事，充分发挥材料的特性，加强节约意识，以最大限度的做到经济合理。4、结构的合理性及可操作性是工程质量与工期的保证结构设计的合理程度，直接影响工程的质量与实际操作的可行性，也是工期保障的前提。松江新院—科教中心立面效果图四、设计重点及特点：(1)单元式幕墙系统(第一方案幕墙系统)(第二方案为框架式后述)本工程幕墙系统第一方案采用横滑式单元式幕墙系统，本系统主要点如下：1.防水性能佳：立柱采用3道舌状胶条，横梁采用3道舌状胶条外加一道挡风胶条，形成多个软硬等压腔多级减压，并将接缝位置设在距离幕墙外表面较远的内侧有利位置，防止有压力的雨水直接进入等压腔。单元式幕墙横剖标准节点图2.根据单元体幕墙的特点，四个单元的相交处设置幕墙单元的透气孔，使其形成等压腔，保证了单元体幕墙的防雨水渗漏性能。3.采用横滑式铝合金高性能单元体幕墙，排水方式为横梁层层排水。单元式幕墙竖向插接标准节点图单元式幕墙排水示意图4.可拆卸性设计：面板与主体受力骨架间采用挂接及插接方式连接，能局部自由维修更换；面板通过副框与主体骨架连接，在不改变主体受力骨架的情况下，可以通过副框的改变，自由变换面板材料。为日后随时变换面板材料提供了设计预留。5.降噪音设计：采用柔性连接。面板与主体骨架之间，面板与安全挡板之间采用柔性连接，防止面板在地震或大风作用下，或在起吊及运输的过程中的前后及左右撞击。是防止面板撞击破碎、面板边角的损坏及金属摩擦噪音的主要手段。在金属件的连接部位采用其他柔性材料的衬垫，当幕墙的横梁和立柱发生位置变化时能起到缓冲作用，降低幕墙的噪音。6.单元的抗震设计：A.100mm长，间距为600每层3个，单元件支座处设置二处抗震防脱落销钉单元式幕墙抗震三维示意图7.刚性设计：幕墙的主要受力构件采用封闭型材设计，与开口型材相比，具有较好的抗扭转及抗侧向失稳的能力，也有利于幕墙单元的组框。8.转接件的三维可调性：单元板块与主体结构的连接采用三维六自由度挂接系统:即上下标高位置,前后进出位置,左右已及绕三个轴的旋转,如图所示。单元式幕墙连接支座三维调节示意图9.经济性设计：采用双支座固定，可以有效节省材料，降低成本.双支座的安装顺序是先装主支座调节好以后，吊装好单元件，然后在室内后装辅助支座，辅助支座只承受风荷载，而不承受自重荷载。10.单元体最后一个单元板块的收口:收口单元板块节点图单元体最后一个单元的收口是通过两个母竖料相插接，同时用个后插件来解决单元体间的连接及排水问题。(2)幕墙遮阳系统：本工程部分幕墙系统采用在中空玻璃内侧加装电动组控式逆向遮阳帘遮阳系统。逆向遮阳帘示意图(3)擦窗机系统：擦窗机系统第一方案：本工程擦窗机系统，地面部份采用手动行走系统，易于拆缷;其它部份采用电动行走系统，爬梯可绕圆钢轨道在圆锥外立面作业,电动行走机构在通风百叶层断开，上下爬梯通过可伸缩爬梯进行过渡，因此该擦窗机系统是一个完整的外墙清洗系统。电动行走机构示意图第二方案：蜘蛛车擦窗机系统(供业主及建筑师选择)其特点和功能如下：有效的工作高度：14米至55米。蜘蛛车擦窗机设计完美、行动自如。多方位的舷外支撑系统，可使工作位置在水平和竖直方向任意调节。该系统采用适合各种型号电池机动驱动系统、噪音低、无污染。重量轻，对地面压力小，操作方便，可对建筑任意部位操作。吊篮内调节控制器可全面控制蜘蛛车运动。自动稳定控制系统工作范围大，安全性高。先进的铰接挺杆使操作更加灵活。180度旋转的工作平台使操作面更大。(4)机房层通风百叶系统：本工程机房层通风百叶采用可防水百叶。(5)屋顶钢结构系统：屋顶钢结构竖向采用圆钢，侧向用圆钢保证侧向稳定，与地面连采用铰支座连接。(6)屋顶激光束的设计：本工程的激光束共三束，平面布置成120度，布置在玻璃幕墙的外面，通过转接件固定于幕墙的竖龙骨上。锥顶局部效果图探照激光灯：采用铝外设计，开光电源，采用全铝外型设计,开关电源,高效镀膜反光玻璃,使用高亮度氙气光源,发光率高,正常使用寿命可达2000小时.内置反光盘,光点可自动旋转,在空中可看见旋转的光束.适用于本工程夜景照明.射程可达10000m技术参数：AC220V/240AV,50HZ/60HZ,氙气泡2000W.色温6000K,光束运动角度110,垂直调节角度40,光束在四公里范围内角度为9度.功率：2300W。激光探照灯示意图(7)圆锥顶的设计：本工程的圆锥顶为了达到防水和美观的设计原则，特设计的一个实体的玻璃锥顶。(8)入口的设计：入口玻璃幕墙采用明框钢铝结合的幕墙系统，其顶部四周采用铝板进行包饰，为墙加入口的亮度以便行人进行把握方向，其中部采用采光顶形式，系统选用内排水系统。标准横剖节点图标准竖剖节点图(9)预埋件的设计：预埋件的形式有多种,在贵工程中,本公司特别推荐具有突出优点的分段平板槽式预埋件,为便于,现将几种预埋件的优缺点比较如下:幕墙工程中广泛使用的预埋件主要有平板式、平板槽式及槽式三种。三种预埋件中，平板槽式预埋件同时具有平板式预埋件的理论基础和槽式预埋件的螺栓连接性能；平板式预埋件需要采用焊接连接，连接部位的防腐性及耐久性较差，在外装饰工程中的运用已逐渐减少；槽式预埋件与现行设计规范不相符，也缺乏理论研究，其设计主要依靠经验及现场试验，很可能出现试验结果不满足设计要求的情况，在幕墙工程中的运用也不多。同时，随着建筑设计强制性条文的推行，槽式预埋件的运用将面临超出规范，缺乏理论的困难，给工程的验收及保险带来不必要的麻烦。因此，经过方案比较，我公司推荐采用平板槽式预埋件。三种常用预埋件的断面图如图三种常用预埋件的性能比较如下表：三种预埋件的性能比较表序号比较项目平板式预埋件平板槽式预埋件槽式预埋件备注1设计规范是预埋件设计规范的标准形式，可直接运用规范的计算公式及构造规定。是平板式预埋件的改进型，与平板式预埋件的设计理论相同，可直接运用规范的计算公式及构造规定。没有规范，也不能参考现行预埋件设计规范，主要依靠经验进行设计。预埋件的结构计算公式是根据试验结果得出的相关公式，没法计算结构模式及受力模式完全不同的槽式预埋件。2力学性能多排锚筋，抗弯力臂较大，抗弯能力较强。多排锚筋，抗弯力臂较大，抗弯能力较强。单排锚筋，抗弯力臂几乎为零，抗弯能力较差。幕墙表面与预埋件之间有一定距离，幕墙自重偏心会引起的较大的弯矩。3通用性能采用焊接连接，具有很好的通用性。采用标准六角头螺栓连接，具有很好的通用性。采用特制T型勾头螺栓，通用性较差。T型勾头螺栓不是标准件，不是T型螺栓，需要特殊加工。4适用性能有较大施工误差时可采用焊接方式弥补。有较大施工误差时可采用焊接方式弥补。有较大施工误差时因没有焊接位而无法弥补。国内预埋件的施工误差较大，预埋件的可利用率不到80%。5耐久性能锚板的厚度较厚，但连接焊缝的耐久性差。锚板的厚度较厚，螺栓连接不破坏镀锌层，耐久性好。锚板的厚度较薄，耐久性差。如果采用国内的弯折槽，不但钢板的厚度小，弯折处的强度还会明显不降。都为热浸镀锌钢件平板槽式预埋件的优化及改进---分段槽式预埋件的研制A.一般平板槽式预埋件面板上的螺栓孔贯穿了面板的中心，影响了面板的整体性，特别是当面板承受较大的拉力时，可能引起面板弯曲，甚至螺栓滑落，由我公司开发的分段槽式预埋件的面板连接在一起，具有很好的整体性，也没有影响其螺栓连接性能。二种平板槽式预埋件的平面图如图。二种平板槽式预埋件的平面B.一般平板槽式预埋件的背板通长，预埋件的可施工性较差。因为主体结构上的纵向受力钢筋的保护层为25mm，除去6mm的箍筋后，从钢筋表面到混凝土表面的距离仅为19mm，平板槽式预埋件的面板加上背板的厚度最小也为25mm，甚至达到40mm，不可能在250mm长的埋件范围内不碰到箍筋，这样，这种一般平板槽式预埋件就无法正常施工。因此，推荐采用由我公司开发的分段槽式预埋件，其背板中部断开，可以让开箍筋，施工方便，施工精度较高。二种平板槽式预埋件的安装示意图如图。二种平板槽式预埋件的安装五、材料选用1玻璃1.1选择标准：1.1.1满足规范要求：《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-97《浮法玻璃》GB11614-99《中空玻璃》GB11944-2002《钢化玻璃》GB9963-1998《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》GB17841-1999《普通平板玻璃》GB4871-851.玻璃：6+12+6中空玻璃钢化玻璃(透光率为70%)6+12+6全反射中空钢化玻璃5+0.76+5夹胶钢化玻璃2.铝型材及铝板选择标准、规格、材质2.1满足规范要求《铝合金建筑型材》GB/T5237-2000《铝及铝合金阳极氧化、阳极氧化膜的总规范》GB8013《铝及铝合金加工产品的化学成分》GB/T3190并参改其《征求意见稿》2.2招标文件的要求2.3计算要求所选型材应满足风压变形时强度和刚度（挠度）要求。据此要求，选择符合要求的型材截面尺寸。由于不同牌号和状态的铝型材，其强度设计值不一样，所以本工程具体所选用铝材以结构计算来界定。2.4表面处理的要求为防腐蚀，所有铝型材不见光位置采用阳极氧化处理，氧化膜厚度为AA15级。所有铝型材外露部分和板材表面氟碳喷涂，膜厚保证在25～45μm之间（膜厚太厚，反而易起皮剥落）,镀膜层符合有关AAMA，ASTM试验要求。5技术参数2.5.1化学成分符合《变形铝及铝合金的化学成分》GB/T3190-1996的要求。2.5.2铝合金型材的性能符合《铝合金建筑型材》GB/T5237-20002.5.3表面氟碳涂层符合《铝合金建筑型材》GB/T5237-2000技术要求3.铝板铝板采用3mm厚单层板,化学成分应符合GB/T3190,表面氟碳喷涂要求同上。4钢材钢材采用国产优质钢.预埋件,钢转接件等采用Q235B;不锈钢螺栓采用奥氏体不锈钢A2-70;不锈钢板等装饰材料采用奥氏体不锈钢304或304L（室内部分，室外部分采用奥氏体不锈钢316。5结构胶、耐候胶使用进口结构胶和密封胶,符合国标GB16776性能标准。5.1建筑幕墙使用的结构密封胶必须为常温固化双组份，耐候硅酮密封胶必须为中性固化胶，不得使用已过期的产品。5.2在使用密封胶时，一定要严格遵守材料制造商关于产品使用及接缝尺寸限制的书面。5.3密封胶的颜色需事先经建筑师同意方可采用。5.4结构胶和密封胶与相接触的材料应有相容性试验报告。5.5硅酮结构密封胶符合《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-97的规定6密封胶条及胶垫6.1密封垫和密封胶条应采用黑色高密度的三元乙丙橡胶（EPDM）制品，并符合中国国家现行标准《建筑橡胶密封垫预成实芯硫化的结构密封垫用材料》GB10711的有关规定。6.2密封垫应挤压成块，密封胶条应挤压成条，邵氏硬度为70±5，并具有20%至35%的压缩度。六、施工要求1.土建工程施工1.1主体结构的施工误差为±25mm,预埋件的位置偏差为±20mm。1.2电气工程设计及施工单位应配合幕墙公司预留主体防雷引下线的接头位置，并满足现行规范的要求。2幕墙工程施工2.1在金属元件活动连接部位可能因热胀冷缩或构件挠曲而产生摩擦声时，应严格按设计图纸设置防噪音胶条或胶片。2.2当两种不同电阻值的金属元件直接接触时，应按设计图纸设置防腐蚀橡胶片。2.3.当铝材表面须与砂浆或混凝土等不同材料接触时，铝材表面应加上沥青涂料，沥青漆膜厚度为0.75mm；或涂铬漆及防潮层。2.4.水平方向的外露密封胶应稍微倾斜以助排水。2.5.所有现场角焊缝幕墙工程施工安毕，应仔细打磨后涂无机富锌漆二度。第二方案幕墙系统设计为了使业主及建筑师有更多的方案选择，我司