悬挂式柔性动态幕墙钢支撑施工技术分析

沈惠彬

【摘要】随着我国经济的快速发展，对悬挂式柔性动态幕墙的需求量越来越大，但是在我国，这项幕墙的钢支撑施工技术还不是十分的成熟，下面就针对其在施工中核心的技术进行剖析，比如其施工的重点，所应用的机械设备，还有对国产滑移支座的优化设计等进行解析，希望为以后的相关施工人员提供一个有价值的参考。

【关键词】悬挂式； 动态幕墙； 钢支撑

在进行这种悬挂式柔性动态幕墙的安装设计中，因为钢支撑其自身的重力以及一些技术难点的影响，所以致使其施工的难度非常大，造价成本非常高。根据相关的经验总结，通常都是使用从上往下逆的操作流程来进行施工的，然后做好全悬挂柔性动态结构的设计，保证好相关部件的变形量，就能有力的控制好施工安装的质量情况。

一、工程的总体情况

该工程需要施工的总建筑面积大约是574058平方米，其地下共有5层，而地上的建筑主要包括一百多层的塔楼以及十层的东西楼房。塔楼最高的位置是中心的正楼，共有580米高，整个的塔楼在设计上使用了钢筋混凝土及钢结构相结合的方式进行建造的。而外幕墙的支撑体系，是达到整个大楼产生扭曲旋转等奇特造型的关键构造点，同时也是该楼设计中的重点和难点，而其中的支撑体系选择了全悬挂式的柔性动态构造方式。支撑体系的周围使用了钢管曲梁和径向钢进行加固支撑。而外幕墙在竖直方向也要设立支承结构，在每区的底层部分，有水平伸缩的滑移支座以及垂直滑移的支座群，这些技术的应用，主要是考虑到如果大楼进行摇摆，幕墙体系和休闲层楼板就会相对的发生一定量的位移，这它们的作用就是有效的控制位移量（图2）。

图一：左，塔楼的摇摆情况，右，外幕墙支撑体系的结构示意图

二、施工中的技术难点

第一点，该工程项目的结构是全悬挂的柔性动态构造，也就是说在施工的过

程中，此结构的受力情况如何能和最终的设计使用情况相一致，这是施工中最为关键的一点。第二点，因为这种设计外幕墙的支撑环节和主体结构根本就没有楼板进行连接，它们之间是 镂空的状态，在外圈环梁和楼板边缘的最大距离达到了十四米，跨度和同类的项目相比也相当大，而整个的构造体系还拥有扭，空，悬等三大特点，在施工的过程中，施工人员的人身安全问题也成为了技术的重点，

再加上其安装的高精尖要求，整体而言难度非常大。第三点，该幕墙的支撑体系是对幕墙板块进行安装的直接载体，上面设置了很多国外进口的高精度机械滑移支座，那么让这些特种机械滑移支座保证合理的安装也是施工中的一大难点。第四点，在进行支撑施工过程中，会使用到钢棒和吊挂点，但是它们的结构会受到自身的自重和吊挂楼层刚度的影响，严重时会发生不同程度的变形，那么对其设计结构进行合理的分析是顺利施工的安全保障。

三、施工过程的总体安排情况

针对以上对工程特点以及难点的分析情况，如果采用脚手架进行层层搭设

支撑的方法，在幕墙吊篮的操作中，让休闲层在拼装后进行整体上的提升的工艺流程，都不能满足构造这种幕墙的支撑体系的相关技术性要求，因此通过对该结构特点的进一步分析和研究，对多个方案进行比较，最终设计出了使用整体悬挂式升降平台作为塔楼幕墙的施工操作平台，在对桁架休闲层施工中，最终使用了弯轨式行走塔式起的重机作为安装的设备，而在分区施工中，以从上到下的逆做作为施工的流程，滑移支座最终使用了国产设计的优化方法来解决支撑体系设计中的瓶颈问题，以上这些有针对性的方法，为施工质量的确保打下了坚实的基础。

四、主要的机械设备

4.1 悬挂式升降平台

在施工过程中，平台必须吊挂在每个悬挑桁架的底部，而在平面方面的布置情况，要求满足该区域幕墙支撑体系在任何范围内的施工操作，与此同时还应用到了我国目前最先进的旋转编码器，以及拉力传感器等。

4.2弯轨式的塔式起重机

因为在塔楼上进行施工，上面的人员和操作工序非常多，没有办法使用主体结构的大型塔式起重机来完成吊装工作，因此必须需利用独立的施工吊装机械来进行。通过对结构的对工程特点的分析，最终在每个区域的幕墙支撑顶部安排了三台弯轨式行走塔式起重机，同时进行吊装工作。

五、国产滑移支座的优化设计

在安装设计的过程中，因为在国外进口的支座有结构自锁功能，同时价格方面非常贵，还有一些其他的技术瓶颈限制，所以通过对国产滑移支座的优化设计，来满足该项目的相关要求。在优化的过程中，通过对支架局部节点构造的调整，就可以改善支座的整体受力情况。

六、全过程施工和变形分析

在实施支撑安装的过程中，因为支撑结构自身的重力和吊挂衔接楼层刚度的不利影响，用来进行支撑的钢棒以及吊挂点都会在不同程度上发生变形，这种变形还会间接的易引起相邻板块之间发生偏差，给安装带来很大的困难，如果变形的差异量过大，那么在安装的时候就会导致玻璃板块之间的连接不牢固，甚至无法安装上，有些操作人员在这种情况下还继续安装，玻璃板块就会出现破损的问题。在施工完毕后造成安装的结构根本不能达到当初设计的位置要求。在安装的过程中，通过对预变形的及时处理，不仅是为了保证支撑结构在施工当中满足设计的目标，同时还能有力的缩减幕墙玻璃板块对整体结构的不利影响。在具体的安装过程中，对支撑的体系还要进行预调整的原则。也就是在对每层支撑环梁进行安装时，都需要根据施工的实际情况，对环梁安装的标高做预抬高处理，以此来保证幕墙板块在施工完毕后，各层环梁的二十五个吊点在水平度上都能够满足最初的设计要求。在具体的施工时，对这二十五个吊挂点进行分阶段的跟踪实测，观察并记录其实际的变形情况，然后再依据支撑安装前几个阶段吊点位移的总变化情况，确定吊挂楼面梁在竖直方向的弹簧刚度，同时根据实际测量的刚度情况对整个的施工过程各阶段的理论值进行合理的调整（图2）。

图二；幕墙支撑施工示意图

通过对悬挂点位在竖直方向的变形量，还有对拉棒变形的考虑。以此来达到幕墙板块在安装完毕后，各层的环梁吊点都处在一个水平的状态。

总结：通过上述的分析，在施工过程中，对其重要的技术参数进行跟踪的监测，让实际的结构安装和理论计算相匹配，达到一次安装成功，质量合格的目的，通过这些技术的应用，该项目的整个结构体系在安装完成后，各项技术参数都符合相关的规范要求。

參考文献：

[1]罗魏凌.悬挂式柔性动态幕墙钢支撑施工技术[J].建筑技术，2013（4）：337-341.

[2]杨贵明，徐向东，郎灏川，等.上海中心大厦纯悬挑幕墙支撑体系测量定位技术[J].施工技术，2013（15）：13-16.

[3]丁洁民，何志军.上海中心大厦柔性悬挂式幕墙支撑结构分析与设计[J].建筑结构，2013（9）：5-9.