專利名稱：鋼管桁架高塔外裝飾石材幕墻的固定裝置及建造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土木建筑工程領(lǐng)域中的塔桅結(jié)構(gòu)的外裝飾的固定裝置及建造方法，尤其涉及一種鋼管桁架高塔外裝飾石材幕墻的連接固定裝置及建造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的絕大多數(shù)鋼結(jié)構(gòu)高塔，其鋼結(jié)構(gòu)外面除了防火、防銹涂層等保護(hù)層以外，鋼桿件都裸漏在外，鋼塔本身都沒有外裝飾材料，鋼構(gòu)件的組合體就作為建筑的外觀效果。因此，從裝飾物的重量來對比，對于每平方米塔身的裝飾荷載較大的高塔來說，如何選擇抗側(cè)力更加合理的結(jié)構(gòu)體系至關(guān)重要。
而對于裝飾有幕墻的鋼結(jié)構(gòu)高塔來說，從目前的幕墻結(jié)構(gòu)型式來看，幕墻石材與建筑的結(jié)構(gòu)體(鋼筋混凝土或型鋼結(jié)構(gòu))固定連接(或稱連接骨架)的主要構(gòu)件為型鋼立柱、型鋼橫梁、型鋼焊接而成的平面鋼框架、角鋼掛件等。
國內(nèi)、外的多、高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)外裝飾幕墻(包括玻璃幕墻、金屬幕墻、石材幕墻)采用的各種固定連接骨架構(gòu)造方式見下表，其中示出了現(xiàn)今建筑的外裝飾幕墻種類及其特點


而對于石材幕墻來說，其不同于傳統(tǒng)的外墻飾面，其主要是采用干掛工藝，是一種獨立的圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系，是利用金屬掛件將石材飾面直接懸掛在立體結(jié)構(gòu)上。設(shè)計時，石材飾面的分格既要滿足建筑立面造型要求，也要考慮石材飾面的尺寸和厚度，保證石材飾面板在各種荷載(重力、風(fēng)載、地震荷載和溫度應(yīng)力)作用下的強(qiáng)度要求，另外，也要滿足模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化的要求，盡量減少規(guī)格數(shù)量，方便施工。
目前，國內(nèi)外石材幕墻干掛法主要分為直接干掛式、骨架干掛式、單元體干掛式、預(yù)制復(fù)合板干掛式，前三類多用于混凝土結(jié)構(gòu)基體，后者多用于鋼結(jié)構(gòu)工程。
對于預(yù)制復(fù)合板干掛石材幕墻構(gòu)造，實干法作業(yè)的發(fā)展是以石材薄板為飾面板，鋼筋細(xì)石混凝土為襯模，用不銹鋼連接件連接，經(jīng)澆筑預(yù)制成飾面復(fù)合板，用連接件與結(jié)構(gòu)連成一體的施工方法。可用于鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)高層和超高層建筑。其特點是安裝方便、速度快，可節(jié)約天然石材，但對連接件質(zhì)量要求較高。固定程序為工廠預(yù)制飾面復(fù)合板→現(xiàn)場安裝水平鋼大梁→連接器具→現(xiàn)場安裝復(fù)合墻板。
但是，目前的石材幕墻，其與鋼結(jié)構(gòu)主體的連接結(jié)構(gòu)仍有缺陷存在，受地震影響及冷熱伸縮等影響仍然較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種鋼管桁架高塔外裝飾石材幕墻的固定裝置及建造方法，將石材幕墻的受力結(jié)構(gòu)——龍骨，和高塔的空間桁架的鋼管結(jié)構(gòu)有序的結(jié)合起來，充分合理的利用桁框架鋼管的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度，形成可靠的骨架結(jié)構(gòu)體系，并充分考慮地震作用及冷熱伸縮對結(jié)構(gòu)的影響，實現(xiàn)安全可靠的石材幕墻的外掛，充分反映建筑的設(shè)計理念和活力。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種鋼管桁架高塔外裝飾石材幕墻的固定裝置，包括有與主體鋼結(jié)構(gòu)連接的金屬固定骨架、懸掛石材的掛件系統(tǒng)，其特點在于，所述金屬固定骨架為一桁架骨架體系，包含有豎向桁架，與所述主體鋼結(jié)構(gòu)的鋼桁架梁固定連接；橫向桁架，與所述豎向桁架連接；橫梁，與所述豎向桁架連接，用于固定該掛件系統(tǒng)；所述掛件系統(tǒng)為鋁合金掛件系統(tǒng)，包含有一鋁橫梁，與所述桁架骨架的橫梁連接；一對附框，每個附框包括一對壓接凹槽和壓接端，所述壓接凹槽背對設(shè)置，用于掛接所述石材；一壓板，用于扣壓所述附框的壓接端，將所述附框與所述鋁橫梁扣緊連接。
上述的高塔外裝飾石材幕墻的固定裝置，其特點在于，所述豎向桁架包括有
豎向弦桿，設(shè)置于所述豎向桁架的外側(cè)和內(nèi)側(cè)，通過一節(jié)點連接裝置與所述主體鋼結(jié)構(gòu)的鋼桁架梁相連接；豎向桁架直腹桿，水平設(shè)置于兩個弦桿之間；豎向桁架斜腹桿，傾斜的沿豎向設(shè)置于兩個弦桿之間。
上述的高塔外裝飾石材幕墻的固定裝置，其特點在于，所述豎向桁架內(nèi)側(cè)弦桿與主體鋼結(jié)構(gòu)鋼管連接節(jié)點的節(jié)點連接裝置包括一對弧形墊板，上下設(shè)置于內(nèi)側(cè)鋼桁架梁外表面上；單舌板，豎向設(shè)置于每個弧形墊板上；帶有封端板的雙舌板，所述單舌板插入其兩個舌板之間，并通過螺栓相連接，所述封端板與所述豎向桁架內(nèi)側(cè)弦桿的端部連接。
上述的高塔外裝飾石材幕墻的固定裝置，其特點在于，所述豎向桁架外側(cè)弦桿與主體鋼結(jié)構(gòu)鋼桁架梁連接節(jié)點的節(jié)點連接裝置包括一連接板，朝向外側(cè)預(yù)埋于外側(cè)鋼桁架梁的外表面上；雙舌板，豎向設(shè)置于該連接板上；帶有封端板的單舌板，所述單舌板插入所述雙舌板的兩個舌板之間，并通過螺栓相連接，所述封端板與所述豎向桁架外側(cè)弦桿的端部連接。
上述的高塔外裝飾石材幕墻的固定裝置，其特點在于，所述橫向桁架包括有水平弦桿，與所述豎向桁架直腹桿連接，水平設(shè)置于所述橫向桁架的外側(cè)；水平桁架斜腹桿，沿水平方向設(shè)置于豎向弦桿和所述水平弦桿之間。
上述的高塔外裝飾石材幕墻的固定裝置，其特點在于，所述桁架骨架體系為多層的桁架骨架采用吊掛式連接而成，在所述高塔的一預(yù)定高度下采用鋼結(jié)構(gòu)桁架系統(tǒng)，以矩形鋼方管作桁架及冷軋槽鋼作橫梁，在所述預(yù)定高度以上采用大跨距加強(qiáng)形設(shè)計，以矩形鋼方管作桁架及冷軋槽鋼作橫梁。
上述的高塔外裝飾石材幕墻的固定裝置，其特點在于，所述高塔為空間桁架式框架鋼結(jié)構(gòu)的斜三棱錐形高塔。
本發(fā)明還提供了一種鋼管桁架高塔外裝飾石材幕墻的建造方法，其特點在于，包括如下步驟步驟一，加工制作好幕墻安裝的固定骨架結(jié)構(gòu)，包括豎向桁架和橫向桁架，其中以矩形鋼方管作桁架及冷軋槽鋼作橫梁；
步驟二，搭設(shè)腳手架；步驟三，測量確定所述固定骨架結(jié)構(gòu)的安裝位置，在所述安裝位置上焊接連接板，采用螺栓連接以及焊接方式，固定連接所述固定骨架結(jié)構(gòu)于所述高塔的主體鋼結(jié)構(gòu)上；步驟四，在所述固定骨架結(jié)構(gòu)上焊接槽鋼龍骨作橫梁，并在預(yù)定位置上安裝石材幕墻的鋁合金掛件系統(tǒng)中的鋁橫梁，同時先將石材固定在所述附框上，再將所述附框用壓板固定在所述掛件系統(tǒng)的鋁橫梁上，通過所述掛件系統(tǒng)的鋁橫梁與所述槽鋼橫梁固定，安裝形成所述石材幕墻；步驟五，重復(fù)上述步驟，分層安裝所述骨架結(jié)構(gòu)以及所述石材幕墻，完成整個高塔外裝飾石材幕墻的安裝；步驟六，進(jìn)行竣工檢查，并在驗收合格后拆除所述腳手架。
上述的鋼管桁架高塔外裝飾石材幕墻的建造方法，其特點在于，所述桁架上部采用連接件焊接，下部采用螺栓連接，連接伸縮量大于20mm；所述槽鋼橫梁與所述豎向桁架的豎向弦桿間根據(jù)彈線定位后每三米為一個單元留伸縮縫，所述伸縮縫的伸縮量大于8mm；所述掛件系統(tǒng)的鋁橫梁與所述固定骨架結(jié)構(gòu)的槽鋼橫梁的連接中均采用螺栓連接結(jié)構(gòu)，并且在所述掛件系統(tǒng)的鋁橫梁上鉆銑長圓孔，留出伸縮余量；各層豎向桁架的弦桿之間、豎向桁架的弦桿與橫梁之間均采用螺栓連接結(jié)構(gòu)。
上述的鋼管桁架高塔外裝飾石材幕墻的建造方法，其特點在于，在步驟三中，所述固定骨架結(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)桁架系統(tǒng)的安裝步驟如下測量、確定鋼桁架尺寸、位置；焊接好半成品鋼架，將鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行除銹處理，并在所述鋼塔上安裝鋼桁架連接件；將半成品鋼架吊裝及臨時定位，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的調(diào)整、滿焊；進(jìn)行鋼桁架橫向桿件及斜向桿件的定位、滿焊，完成鋼桁架系統(tǒng)的安裝。
上述的鋼管桁架高塔外裝飾石材幕墻的建造方法，其特點在于，在步驟四中，所述石材幕墻安裝的安裝步驟如下測量、放線，確定所述槽鋼橫梁的安裝位置和所述掛件系統(tǒng)的安裝位置；安裝和校正所述槽鋼橫梁并焊接固定在所述桁架上；固定安裝高強(qiáng)度鋁合金橫梁作為所述掛件系統(tǒng)的鋁橫梁，同時在地面上將石材板件上粘接高強(qiáng)度鋁合金附框作為所述掛件系統(tǒng)的附框，形成石板組件；在所述鋁合金橫梁上安裝石板組件，通過高強(qiáng)度鋁合金壓板將所述附框與所述鋁合金橫梁扣緊連接；重復(fù)上述步驟完成整個外裝飾石材幕墻的安裝。
上述的鋼管桁架高塔外裝飾石材幕墻的建造方法，其特點在于，所述石板幕墻的每塊石板在平面內(nèi)均留有調(diào)節(jié)量，調(diào)節(jié)范圍為4～10mm。
上述的鋼管桁架高塔外裝飾石材幕墻的建造方法，其特點在于，所述高塔為空間桁架式框架鋼結(jié)構(gòu)的斜三棱錐形高塔。
本發(fā)明的骨架系統(tǒng)和掛件系統(tǒng)和石材幕墻的建造方法與普通的掛件式幕墻結(jié)構(gòu)相比較有四大突出優(yōu)點(1)表面平整度高石材通過附框與鋁合金橫梁及鋼橫梁連接，鋁合金橫梁與鋼橫梁間在設(shè)計上可實現(xiàn)三維調(diào)節(jié)，有效提高了石材安裝精度，保證石材安裝的外觀質(zhì)量。
(2)安全性明顯提高高強(qiáng)度鋁合金附框與石板粘接為一體，防止掛件對石板產(chǎn)生的局部應(yīng)力破壞石材。
(3)安裝更換方便各塊石材之間沒有關(guān)聯(lián)、避讓關(guān)系，安裝順序不受限制，出現(xiàn)污染、破損時更換方便，進(jìn)而保證了工程的施工質(zhì)量。
(4)抗震性能大大提高附框與橫梁有較大的平面內(nèi)變形調(diào)節(jié)能力，在發(fā)生地震時使主體結(jié)構(gòu)在平面變形上對石板的影響減少50％-60％。
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖1為本發(fā)明的鋼管桁架結(jié)構(gòu)高塔外裝飾石材幕墻的示意圖；圖2為本發(fā)明的鋼管桁架結(jié)構(gòu)高塔的立體圖；圖3為本發(fā)明的斜塔內(nèi)部幕墻固定裝置的骨架布置示意圖；圖4為本發(fā)明的背面幕墻骨架圖；圖5為本發(fā)明的側(cè)面幕墻骨架圖；圖6A、6B為圖3中A部分的本發(fā)明的幕墻豎向桁架內(nèi)側(cè)弦桿與主體結(jié)構(gòu)鋼管連接節(jié)點的節(jié)點連接裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7A、7B為圖3中B部分的本發(fā)明的幕墻豎向桁架外側(cè)弦桿與主體結(jié)構(gòu)鋼管連接節(jié)點的節(jié)點連接裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為圖3中C部分的本發(fā)明的幕墻骨架與主體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角連接節(jié)點的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為圖3中D部分的本發(fā)明的掛件系統(tǒng)與橫梁連接的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為圖9中本發(fā)明的掛件系統(tǒng)的放大俯視圖；圖11為圖10的側(cè)視圖。
具體實施例方式
如圖1～3所示，本發(fā)明以一空間桁架式框架鋼結(jié)構(gòu)的三棱錐斜塔10外干掛石材幕墻11為例，詳細(xì)說明本法明的石材幕墻外掛的固定裝置及建造方法。如圖所示，該高塔的建筑外墻主要采用暖色調(diào)的櫻花紅花崗巖火燒板干掛石材幕墻作為裝飾，體現(xiàn)建筑物的莊重雄偉，使整幢樓體展示出活力；而在塔尖處，可外掛玻璃幕墻12。大面積的天然麻面花崗巖墻面將立面合理劃分，細(xì)致而有序表達(dá)出設(shè)計師回顧、展望、溝通的設(shè)計理念，是歷史與現(xiàn)代、傳統(tǒng)與變革的有機(jī)統(tǒng)一。用獨特典雅的建筑造形，透射出豐富的文化內(nèi)涵。
而在高聳鋼結(jié)構(gòu)外掛花崗巖目前極其罕見，由于鋼結(jié)構(gòu)屬柔性材料，而花崗巖屬剛性材料，如何保證鋼柔結(jié)合，是需要解決的課題。另外，對于傾斜的高塔結(jié)構(gòu)，要實現(xiàn)石材在空間桁架式框架鋼結(jié)構(gòu)斜塔外干掛，如何選擇石材龍骨的結(jié)構(gòu)形式，重點解決龍骨與主體鋼結(jié)構(gòu)的連接方案，充分考慮地震作用及冷熱伸縮對結(jié)構(gòu)的影響，也是需要解決的課題。
因此，如圖4、5所示的斜塔石材幕墻背面和側(cè)面骨架圖，在建筑設(shè)計方面，本發(fā)明根據(jù)建筑自身特點及主體結(jié)構(gòu)的特殊要求，在48m以下采用鋼結(jié)構(gòu)桁架系統(tǒng)，主要采用矩形鋼方管作桁架及冷軋槽鋼作橫梁，48m以上采用大跨距加強(qiáng)形設(shè)計，以矩形鋼方管作立柱及冷軋槽鋼作橫梁。
而在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，本發(fā)明充分考慮地震作用及冷熱伸縮對結(jié)構(gòu)的影響，立柱桁架采用吊掛式連接方案，上部采用連接件焊接，下部采用螺栓連接，伸縮量大于20mm，橫梁與立柱間根據(jù)彈線定位后每三米為一個單元留伸縮縫，伸縮量大于8mm。
如圖3、4、5所示，石材幕墻外掛的固定裝置采用金屬固定骨架和鋁合金掛件系統(tǒng)相結(jié)合來懸掛石材，該金屬固定骨架為一桁架骨架體系，包含有豎向桁架40，與所述主體鋼結(jié)構(gòu)30的鋼桁架梁32、33固定連接，所述豎向桁架由內(nèi)側(cè)豎向弦桿41、外側(cè)豎向弦桿42、豎向桁架直腹桿43、豎向桁架斜腹桿44組成，該豎向弦桿41、42分別通過一節(jié)點連接裝置60、70(詳見后述)與所述主體鋼結(jié)構(gòu)30的鋼桁架梁33、32相連接；該豎向桁架直腹桿43水平設(shè)置于兩個弦桿41、42之間；豎向桁架斜腹桿44傾斜的沿豎向設(shè)置于兩個弦桿41、42之間；橫向桁架50，與所述豎向桁架40連接，由水平弦桿51、水平桁架斜腹桿52組成，該水平弦桿51與所述豎向桁架直腹桿43連接，水平設(shè)置于所述橫向桁架的外側(cè)；該水平桁架斜腹桿52沿水平方向設(shè)置于豎向弦桿41和所述水平弦桿51之間。
橫梁80，與所述豎向桁架40連接，用于固定懸掛石材的掛件系統(tǒng)89。
如圖9～11所示，示出了本發(fā)明的該掛件系統(tǒng)89的結(jié)構(gòu)，其可為鋁合金掛件系統(tǒng)，如圖11所示，該掛件系統(tǒng)89主要包含有一鋁橫梁891，與所述桁架骨架的橫梁80通過螺栓895連接；一對附框892，每個附框892包括一對壓接凹槽8921和壓接端8923，所述壓接凹槽8921背對設(shè)置，用于掛接所述石材90；一壓板893，用于扣壓所述附框892的壓接端8923，將所述附框892與所述鋁橫梁891扣緊連接。
該掛件系統(tǒng)89是針對石材幕墻的結(jié)構(gòu)特殊性，采用石材幕墻小單元壓接系統(tǒng)(詳細(xì)結(jié)構(gòu)參見圖10、11所示)，通過鋼鋁結(jié)構(gòu)的完美結(jié)合，使整個幕墻系統(tǒng)處于柔性連接狀態(tài)，在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下確保外觀設(shè)計精度鋼結(jié)構(gòu)橫龍骨(槽鋼橫梁80)與主龍骨(桁架42)間采用螺接方式，使橫龍骨精度控制在2mm誤差范圍內(nèi)，且通過鋁合金橫梁891與橫龍骨(槽鋼橫梁)間二次誤差的調(diào)節(jié)連接，使誤差二次調(diào)整后縮小為0.5mm，保證安裝精度要求。且每塊石板在平面內(nèi)均留有調(diào)節(jié)量，調(diào)節(jié)范圍4-10mm，消除主體位移對石材產(chǎn)生的影響，滿足結(jié)構(gòu)要求。另外，采用高強(qiáng)度鋁合金材料作掛件，石材接縫采用聚氨酯密封膠，提高了結(jié)構(gòu)的安全性。這種結(jié)構(gòu)的掛件系統(tǒng)與普通的掛件式結(jié)構(gòu)相比較有四大突出優(yōu)點表面平整度高、安全性明顯提高、安裝更換方便、抗震性能大大提高。
如圖6A、6B所示，示出了圖3中A部分的本發(fā)明的幕墻豎向桁架內(nèi)側(cè)弦桿41與主體結(jié)構(gòu)鋼管33連接節(jié)點的節(jié)點連接裝置60結(jié)構(gòu)。在主體鋼結(jié)構(gòu)30的內(nèi)側(cè)鋼桁架梁鋼管33上焊接的弧形墊板61、62，上下各1個；在弧形墊板61、62上焊接單舌板63，該單舌板63插入一帶有封端板641的雙舌板64的兩個舌片之間，通過單舌板63、雙舌板64上的伸縮孔634，可在下部先用一個螺栓65固定，然后雙舌板64與單舌板63焊接，上部雙舌板64與單舌板63用二個螺栓固定，形成柔性系統(tǒng)。豎向桁架內(nèi)側(cè)弦桿41端部焊接在封端板641上，從而形成一個穩(wěn)固的連接。
如圖7A、7B所示，示出了圖3中B部分的本發(fā)明的幕墻豎向桁架外側(cè)弦桿42與主體結(jié)構(gòu)鋼管32連接節(jié)點的節(jié)點連接裝置70結(jié)構(gòu)。主體鋼結(jié)構(gòu)的外側(cè)鋼桁架梁鋼管32上預(yù)埋焊接一弧形墊板76，在弧形墊板76上焊接連接板71，在連接板71上焊接雙舌板74，將一帶有封端板731的單舌板73插入該雙舌板74的兩個舌片之間，通過單舌板73、雙舌板74上的伸縮孔734，可在下部先用一個螺栓75固定，然后雙舌板74與單舌板73焊接，上部雙舌板74與單舌板73用二個螺栓75固定，然后在焊縫724上焊接該單舌板73、雙舌板74，形成柔性系統(tǒng)。豎向桁架內(nèi)側(cè)弦桿42端部焊接在封端板731上，從而形成一個穩(wěn)固的連接。
如圖8所示，在斜塔轉(zhuǎn)角處，幕墻骨架42與主體鋼結(jié)構(gòu)桁架柱31(鋼立柱)通過連接板34連接。
本發(fā)明在基本構(gòu)造上，采用冷軋型矩形鋼方管做桁架，C型槽鋼做橫梁，表面噴涂面漆。這種材料平直精度高，截面力學(xué)性能優(yōu)異。豎向桁架弦桿與建筑主體的連接均采用螺栓連接及焊接方式，調(diào)整定位精度高，從而提高石板的平整度。而石板90與龍骨的安裝采用小單元式構(gòu)造，花崗巖石板90不直接固定在與主體結(jié)構(gòu)連成整體的豎向桁架側(cè)弦桿的橫梁上，而是通過一掛件系統(tǒng)實現(xiàn)石板的外掛。
本發(fā)明的石材幕墻的建造方法主要包括以下步驟步驟一，加工制作好幕墻安裝的固定骨架結(jié)構(gòu)，包括豎向桁架和橫向桁架，其中以矩形鋼方管作桁架及冷軋槽鋼作橫梁；步驟二，搭設(shè)腳手架；步驟三，測量確定所述固定骨架結(jié)構(gòu)的安裝位置，在所述安裝位置上焊接連接板，采用螺栓連接以及焊接方式，固定連接所述固定骨架結(jié)構(gòu)于所述高塔的主體鋼結(jié)構(gòu)上；步驟四，在所述固定骨架結(jié)構(gòu)上焊接槽鋼龍骨作橫梁，并在預(yù)定位置上安裝石材幕墻的鋁合金掛件系統(tǒng)中的鋁橫梁，同時先將石材固定在所述附框上，再將所述附框用壓板固定在所述掛件系統(tǒng)的鋁橫梁上，通過所述掛件系統(tǒng)的鋁橫梁與所述槽鋼橫梁固定，安裝形成所述石材幕墻；步驟五，重復(fù)上述步驟，分層安裝所述骨架結(jié)構(gòu)以及所述石材幕墻，完成整個高塔外裝飾石材幕墻的安裝；步驟六，進(jìn)行竣工檢查，并在驗收合格后拆除所述腳手架。
其標(biāo)準(zhǔn)的施工工藝流程為鋼結(jié)構(gòu)加工預(yù)埋弧形鋼板→主體鋼結(jié)構(gòu)安裝→腳手架搭設(shè)→測量放線→校對施工圖→主體鋼結(jié)構(gòu)上焊接連接板(如圖8中連接板30所示)→安裝桁架→安裝槽鋼龍骨→防腐防火處理→隱蔽驗收→安裝鋁合金掛件系統(tǒng)→板材安裝→打膠→清洗→驗收→拆腳手架。
其中，石材幕墻施工腳手架搭設(shè)采用懸挑方式，各層腳手架受力點集中在各層鋼塔主結(jié)構(gòu)桁架梁鋼管上。外裝飾腳手架用鋼管搭設(shè)，立桿間距1.2米；橫桿間距1.8米，橫桿上滿鋪跳板，立桿搭設(shè)必須避開主鋼結(jié)構(gòu)上的埋件位置。
其中，鋼結(jié)構(gòu)桁架安裝工藝流程如下測量、確定鋼桁架尺寸、位置→鋼結(jié)構(gòu)下料、連接件預(yù)制→焊接半成品鋼架→鋼結(jié)構(gòu)除銹，刷防銹漆→遍→在鋼塔上安裝鋼桁架連接件→半成品鋼架吊裝及臨時定位→鋼結(jié)構(gòu)調(diào)整、滿焊→鋼桁架橫向桿件及斜向桿件的定位、滿焊→隱蔽工程驗收、移交。
石材安裝工藝流程如下測量、放線→安裝槽鋼橫梁→校正槽鋼橫梁→焊接固定→鉆孔安裝鋁合金橫梁→同時在地面上將石材板件上粘接鋁合金掛件→在鋁合金橫梁上安裝石板組件→加固嵌縫注膠，石材內(nèi)側(cè)粘接保溫板→清潔整理→竣工檢查、驗收移交。
其中，石材進(jìn)場后，應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范要求檢驗，包括色差挑選。石材板在現(xiàn)場進(jìn)行開槽，首先確定石材板開槽位置，兩短槽端部距離石板的邊緣距離為90-180mm(如圖10中所示)。本發(fā)明中可采用雙鋸片開槽，確保石材開槽寬度以及掛件安裝位置的石材厚度。
測量控制采用水管抄平，用細(xì)鋼絲拉通線控制水平縫寬窄一致、平直，斜塔三個大角拉通線進(jìn)行控制，確保大角順直。
另外，對于高塔結(jié)構(gòu)所要求的防雷設(shè)計，由于石板幕墻的龍骨是大面積金屬導(dǎo)體，陰雨天防雷和隨時防強(qiáng)電作用下的感應(yīng)電至關(guān)重要。而本發(fā)明的幕墻龍骨與鋼結(jié)構(gòu)間通過焊接及螺接方式已充分實現(xiàn)導(dǎo)電作用，因此不再設(shè)避雷裝置。對于抗震設(shè)計，由于石板與主體結(jié)構(gòu)采用分離式(小單元式)構(gòu)造，花崗巖石板不直接固定在與主體結(jié)構(gòu)連成整體的立柱、橫梁上，而是將石板先固定在高強(qiáng)度鋁合金附框上，再將附框用高強(qiáng)度鋁合金固定在橫梁上。這種構(gòu)造使附框與橫梁有一定的平面內(nèi)變形調(diào)節(jié)能力，在發(fā)生地震時使主體結(jié)構(gòu)在平面變形上對石板的影響減少50％-60％。
并且，在附框與石板連接的槽中填充石材專用膠，保持各自的位移能力。不能采用干硬性環(huán)氧樹脂，因為當(dāng)發(fā)生平面內(nèi)變形時，由于是剛性連接且環(huán)氧樹脂的強(qiáng)度遠(yuǎn)大于石材強(qiáng)度，而將石材拉裂破壞。
在豎向地震作用下，石板會產(chǎn)生上下振動，由于石板幕墻質(zhì)量大，地震作用也隨之加大，因此本發(fā)明充分考慮了附框與壓板搭接量，所以在石板掛裝后、打密封膠前應(yīng)檢查壓板橫插的配合情況是否滿足設(shè)計結(jié)構(gòu)要求，以確保工程質(zhì)量。
而為避免因異種金屬間的電位差而產(chǎn)生電化腐蝕，不同金屬材料間一般均用PVC絕緣材料分隔。
并且由于鋁合金熱膨脹系數(shù)大于鋼材，較長鋁合金構(gòu)件與鋼龍骨的連接中均采用螺栓連接結(jié)構(gòu)，鋁合金上鉆銑長圓孔，留出伸縮余量。各層立柱之間、立柱與橫梁之間均采用螺栓連接結(jié)構(gòu)，保證在熱脹冷縮變形時不產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，不產(chǎn)生框架變形，不破壞密封性能。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種鋼管桁架高塔外裝飾石材幕墻的固定裝置，包括有與主體鋼結(jié)構(gòu)連接的金屬固定骨架、懸掛石材的掛件系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬固定骨架為一桁架骨架體系，包含有豎向桁架，與所述主體鋼結(jié)構(gòu)的鋼桁架梁固定連接；橫向桁架，與所述豎向桁架連接；橫梁，與所述豎向桁架連接，用于固定該掛件系統(tǒng)；所述掛件系統(tǒng)為鋁合金掛件系統(tǒng)，包含有一鋁橫梁，與所述桁架骨架的橫梁連接；一對附框，每個附框包括一對壓接凹槽和壓接端，所述壓接凹槽背對設(shè)置，用于掛接所述石材；一壓板，用于扣壓所述附框的壓接端，將所述附框與所述鋁橫梁扣緊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高塔外裝飾石材幕墻的固定裝置，其特征在于，所述豎向桁架包括有豎向弦桿，設(shè)置于所述豎向桁架的外側(cè)和內(nèi)側(cè)，通過一節(jié)點連接裝置與所述主體鋼結(jié)構(gòu)的鋼桁架梁相連接；豎向桁架直腹桿，水平設(shè)置于兩個弦桿之間；豎向桁架斜腹桿，傾斜的沿豎向設(shè)置于兩個弦桿之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高塔外裝飾石材幕墻的固定裝置，其特征在于，所述豎向桁架內(nèi)側(cè)弦桿與主體鋼結(jié)構(gòu)鋼管連接節(jié)點的節(jié)點連接裝置包括一對弧形墊板，上下設(shè)置于內(nèi)側(cè)鋼桁架梁外表面上；單舌板，豎向設(shè)置于每個弧形墊板上；帶有封端板的雙舌板，所述單舌板插入其兩個舌板之間，并通過螺栓相連接，所述封端板與所述豎向桁架內(nèi)側(cè)弦桿的端部連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高塔外裝飾石材幕墻的固定裝置，其特征在于，所述豎向桁架外側(cè)弦桿與主體鋼結(jié)構(gòu)鋼桁架梁連接節(jié)點的節(jié)點連接裝置包括一連接板，朝向外側(cè)預(yù)埋于外側(cè)鋼桁架梁的外表面上；雙舌板，豎向設(shè)置于該連接板上；帶有封端板的單舌板，所述單舌板插入所述雙舌板的兩個舌板之間，并通過螺栓相連接，所述封端板與所述豎向桁架外側(cè)弦桿的端部連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高塔外裝飾石材幕墻的固定裝置，其特征在于，所述橫向桁架包括有水平弦桿，與所述豎向桁架直腹桿連接，水平設(shè)置于所述橫向桁架的外側(cè)；水平桁架斜腹桿，沿水平方向設(shè)置于豎向弦桿和所述水平弦桿之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的高塔外裝飾石材幕墻的固定裝置，其特征在于，所述桁架骨架體系為多層的桁架骨架采用吊掛式連接而成，在所述高塔的一預(yù)定高度下采用鋼結(jié)構(gòu)桁架系統(tǒng)，以矩形鋼方管作桁架及冷軋槽鋼作橫梁，在所述預(yù)定高度以上采用大跨距加強(qiáng)形設(shè)計，以矩形鋼方管作桁架及冷軋槽鋼作橫梁。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高塔外裝飾石材幕墻的固定裝置，其特征在于，所述高塔為空間桁架式框架鋼結(jié)構(gòu)的斜三棱錐形高塔。
8.一種鋼管桁架高塔外裝飾石材幕墻的建造方法，其特征在于，包括如下步驟步驟一，加工制作好幕墻安裝的固定骨架結(jié)構(gòu)，包括豎向桁架和橫向桁架，其中以矩形鋼方管作桁架及冷軋槽鋼作橫梁；步驟二，搭設(shè)腳手架；步驟三，測量確定所述固定骨架結(jié)構(gòu)的安裝位置，在所述安裝位置上焊接連接板，采用螺栓連接以及焊接方式，固定連接所述固定骨架結(jié)構(gòu)于所述高塔的主體鋼結(jié)構(gòu)上；步驟四，在所述固定骨架結(jié)構(gòu)上焊接槽鋼龍骨作橫梁，并在預(yù)定位置上安裝石材幕墻的鋁合金掛件系統(tǒng)中的鋁橫梁，同時先將石材固定在所述附框上，再將所述附框用壓板固定在所述掛件系統(tǒng)的鋁橫梁上，通過所述掛件系統(tǒng)的鋁橫梁與所述槽鋼橫梁固定，安裝形成所述石材幕墻；步驟五，重復(fù)上述步驟，分層安裝所述骨架結(jié)構(gòu)以及所述石材幕墻，完成整個高塔外裝飾石材幕墻的安裝；步驟六，進(jìn)行竣工檢查，并在驗收合格后拆除所述腳手架。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋼管桁架高塔外裝飾石材幕墻的建造方法，其特征在于，所述桁架上部采用連接件焊接，下部采用螺栓連接，連接伸縮量大于20mm；所述槽鋼橫梁與所述豎向桁架的豎向弦桿間根據(jù)彈線定位后每三米為一個單元留伸縮縫，所述伸縮縫的伸縮量大于8mm；所述掛件系統(tǒng)的鋁橫梁與所述固定骨架結(jié)構(gòu)的槽鋼橫梁的連接中均采用螺栓連接結(jié)構(gòu)，并且在所述掛件系統(tǒng)的鋁橫梁上鉆銑長圓孔，留出伸縮余量；各層豎向桁架的弦桿之間、豎向桁架的弦桿與橫梁之間均采用螺栓連接結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋼管桁架高塔外裝飾石材幕墻的建造方法，其特征在于，在步驟三中，所述固定骨架結(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)桁架系統(tǒng)的安裝步驟如下測量、確定鋼桁架尺寸、位置；焊接好半成品鋼架，將鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行除銹處理，并在所述鋼塔上安裝鋼桁架連接件；將半成品鋼架吊裝及臨時定位，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的調(diào)整、滿焊；進(jìn)行鋼桁架橫向桿件及斜向桿件的定位、滿焊，完成鋼桁架系統(tǒng)的安裝。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋼管桁架高塔外裝飾石材幕墻的建造方法，其特征在于，在步驟四中，所述石材幕墻安裝的安裝步驟如下測量、放線，確定所述槽鋼橫梁的安裝位置和所述掛件系統(tǒng)的安裝位置；安裝和校正所述槽鋼橫梁并焊接固定在所述桁架上；固定安裝高強(qiáng)度鋁合金橫梁作為所述掛件系統(tǒng)的鋁橫梁，同時在地面上將石材板件上粘接高強(qiáng)度鋁合金附框作為所述掛件系統(tǒng)的附框，形成石板組件；在所述鋁合金橫梁上安裝石板組件，通過高強(qiáng)度鋁合金壓板將所述附框與所述鋁合金橫梁扣緊連接；重復(fù)上述步驟完成整個外裝飾石材幕墻的安裝。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的鋼管桁架高塔外裝飾石材幕墻的建造方法，其特征在于，所述石板幕墻的每塊石板在平面內(nèi)均留有調(diào)節(jié)量，調(diào)節(jié)范圍為4～10mm。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋼管桁架高塔外裝飾石材幕墻的建造方法，其特征在于，所述高塔為空間桁架式框架鋼結(jié)構(gòu)的斜三棱錐形高塔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高塔外裝飾石材幕墻的固定裝置及建造方法，該固定裝置包括一豎向桁架(包括與主體結(jié)構(gòu)鋼管連接節(jié)點)、一水平桁架、一鋼橫梁、一鋁合金掛件系統(tǒng)，本發(fā)明采用螺栓連接和焊接方式來安裝石材幕墻的骨架結(jié)構(gòu)于高塔的主體鋼結(jié)構(gòu)上，充分考慮地震作用及冷熱伸縮對結(jié)構(gòu)的影響，立柱桁架采用吊掛式連接方案，并先將石材固定在鋁合金附框上，再將附框用壓板固定在鋁合金橫梁上，通過鋁合金橫梁與骨架結(jié)構(gòu)鋼橫梁固定，從而實現(xiàn)石材幕墻的外掛，并分層安裝龍骨結(jié)構(gòu)以及石材幕墻，從而完成整個高塔外裝飾石材幕墻的安裝。通過本發(fā)明的石材幕墻固定裝置和建造方法，整個幕墻系統(tǒng)處于柔性連接狀態(tài)，表面平整度、安全性能和抗震性能較高，且安裝更換方便。
文檔編號E04B2/90GK1737288SQ200410009459
公開日2006年2月22日 申請日期2004年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月20日
發(fā)明者徐立偉, 陸道淵, 韓梅, 燕霄, 于建中, 宋仁海, 王冬, 焦安亮, 徐愛杰, 魏順元, 張正強(qiáng) 申請人:中國建筑第八工程局第一建筑公司青島分公司, 華東建筑設(shè)計研究院有限公司, 秦皇島渤海鋁幕墻(青島)裝飾工程有限公司, 青島海爾資產(chǎn)經(jīng)營有限公司