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经典:从厦门国际中心看超高幕墙如何应对超强台风

发布时间:2016-10-11 10:41:49

  第14号台风“莫兰蒂”,于2016年9月15日凌晨3时05分在厦门以强台风级别登陆,登陆时最大阵风17级以上,中心最大风力达15级,48米/秒,中心气压945帕,为建国以来厦门遭遇的最强级别台风。本次台风不但对厦门地区的房屋、树木、景观、电力、交通等造成了极大的破坏,也给建筑幕墙造成了不同程度的损坏。据初步调查,很多建筑幕墙受损,少数受损比较严重,个别项目玻璃破损高达70%以上。经过分析,虽然此次台风的实际风力超出幕墙风荷载设计值是幕墙破坏最为主要的原因,但也不排除某些项目上设计取值偏低、材料配置不足、施工质量差以及防范台风意识不强等因素。

  统观本次台风对建筑幕墙的破坏情况,也有部分建筑幕墙表现出了良好的安全性能,更为优秀的是有的建筑幕墙没受到任何影响和破坏。由沈阳远大铝业工程有限公司承建的厦门国际中心,就是一个典范。众所周知,台风对于在建且没有封闭的建筑的影响更为复杂和严重,而该工程作为厦门的第一高楼,且为在建项目,在台风中没有一片玻璃破碎,没有一张铝板吹落,更没发生任何人员和财产损失。对此,不但业主、总包、监理单位给予了高度认可,而且厦门市建设局以及安全质量监督站在灾后对现场的检查中也给予了远大很高的评价。

 

  一、工程简况

  厦门国际中心位于湖滨南路延伸段(鹭江道)以北,国贸金海岸南侧,毗邻厦门海湾公园。主体结构68层,建筑高度 339.88米。结构类型为框架-核心筒-巨型支撑-伸臂桁架和环带桁架混合结构体系,结构安全等级为二级。设计基本风压为0.8KN/m,场地粗糙度类别为A类,抗震设防烈度为7度,设计地震基本加速度为0.15g。

  该工程的建筑幕墙总面积约62000平方米,采用了竖明横隐的单元式结构幕墙体系。

  二、设计保证

  本工程在幕墙设计时,不仅严格执行国家、行业、地方规范以及本工程的技术要求和标准,而且在材料配置、构件尺寸上均进行了超标准设计。

  1、安全等级

  本工程幕墙的结构安全等级按1级进行设计。在此基础上,所有幕墙构件特别是埋件系统、转接件和单元挂件系统、龙骨系统、横竖框连接、上下单元插芯、结构胶以及竖向装饰框的连接系统等在结构计算时均提高了安全系数,使每个构件均有足够强度余量,以应对超强台风所带来的冲击与伤害。

  2、风荷载取值

  除了基本风压、场地粗糙度、抗震设防烈度、设计地震基本加速度均按建筑专业给定的参数进行选取外,还严格按照工程的风洞试验报告进行标准风荷载取值,最大设计风荷载WK=6.6kN/m2,抗风压性能达到9级。这也是本工程幕墙在此次台风中表现出优秀的抗风压性能的最为重要的原因。

  3、材料配置

  A、玻璃:在提高安全系数的前提下,经过严格计算,幕墙透视部位确定采用HS10+1.52PVB+HS10+12A+HS10夹胶中空玻璃,层间玻璃采用HS10+1.52PVB+HS10夹胶玻璃。不但中空玻璃的内外片进行了等强度设计,而且夹胶玻璃的采用大幅度提高了玻璃的安全性。

  B、铝板:铝板厚度为3mm,基材为3003系列,并根据板块大小增设加强筋,确保铝板的强度和平整度。

  C、铝型材:主受力铝型材最小设计厚度为3mm,连接部位进行局部加厚设计,满足连接构造要求。主受力型材的牌号和状态为 6063-T6 ,部分型材(如单元挂件)的牌号和状态为 6061-T6 ,抗拉、压强度设计值190MPa,抗剪强度设计值110MPa,局部承压强度设计值199MPa。

  D、结构胶:采用超高性能硅酮结构密封胶,标准条件下拉伸强度≥1.5MPa,是国标的2.5倍,极大提高了幕墙的安全系数。

  通过以上超标准、高安全系数的结构设计,无论是每个构件自身,还是装配后的单元系统都具有超强的抗风、抗震能力,在源头上保证了幕墙整体的安全性与可靠性。

 

  三、施工保证

  本工程体量大,施工周期长,跨越两个台风季节,因此远大公司在施工组织设计上把台风作为最大的影响因素,建立稳扎稳打、一步一个脚印的施工理念,通过科学管理、规范施工和严格检查,确保幕墙安装一次验收通过,即便是台风到来也不用再做特别的加强与维护措施。

  1、科学管理

  公司为该工程配备了全套的项目管理班子,实现了全方位管理。管理上以质量认证体系做为管理标准,以PDMA循环控制做为工作程序,实现对每个细节进行科学的管理控制,特别把规范施工、监督检查做为主导管理内容,把质量、安全做为第一管理目标,脚踏实地,建造精品工程。

  2、规范施工

  认真执行施工前的技术交底制度,施工过程中严格执行按图施工,按序施工制度,不漏序、跳序施工。不但对连接系统、焊接工序、隐闭工程等进行严格控制,而且单元吊装后均进行精细的间隙调整、横向插芯的固定与密封以及防脱装置的紧固。

  3、严格检查

  对工序的检查和验证,是保证安装质量的保证。每个工序、每个单元板块吊装完毕后,都必须经由安装队自检、项目团队检查和监理检查三关,均合格后方可进行下一道工序或下一层单元的安装。

  通过以上精细施工、精心检查的有效控制,几乎做到了无错装、无返工,每一道工序、每一层单元均一次验收通过,不仅保证了上墙产品的安全可靠,而且也杜绝了返工时所带来的二次施工的安全风险。

 

  四、台风前的防范及台风后的补救措施

  如果没有对台风超前的防范意识和应对措施,再精准的设计、再精细的施工所带来的成果可能也会功亏一篑。特别是在建项目,台风对未封闭建筑的影响更为复杂和多变,而且在建工程未上墙的材料众多,现场机具、设施情况复杂,倘若不提前做好防范措施,后果不堪设想。很多工地塔吊倒塌,吊篮掉落,材料被吹走,都是事前防范准备没有做好导致。而厦门国际中心工地没有发生任何人员和财产损失,这不能不说是一个奇迹。

  奇迹的创造靠的就是充分的准备与应对。在“莫兰蒂”登陆厦门之前,公司就专门成立了应急领导小组,对厦门的各个工程制定应对方案。厦门国际中心在项目经理周毅的带领和指挥下,进行了全面的防范和应对。

  1、生活保障措施

  A、由于地面临时板房安全性差,一旦出现倒塌,容易造成伤亡事故。项目部已经将所有人员搬至原邮政大厦的地下负一层进行住宿。

  B、考虑台风之后城市基本停水停电,台风之前已经储备了充足的的生活用品、常用药品、桶装水以及食品。

  C、在台风到来之际,严令禁止人员外出,防止意外发生。

  2、施工现场防范措施

  A、台风到来之前两天,现场以清理场地为主,不再进行施工。

  B、对堆放在楼内和风口的材料,集中转移到避风的地方,保证楼内及风口处无散落材料。主要措施是:将型材、钢材及板材类材料移到避风区域,并进行捆绑牢固;将露天场地存放的单元板块移到避风区域,并加盖木板绑扎牢固;对塔楼库房内焊条等容易受潮的材料进行包裹保护;对存放在塔楼内核心筒内的岩棉,采取彩条布覆盖避免雨水淋湿和吹散;清除楼内和风口位置的其它散落垃圾,转移到垃圾存放处,并做可靠覆盖。

  C、对于已经安装的开启窗进行逐个检查,并全部关闭锁死,保证开启不被风吹落。

  D、对最上层单元板块的防跳动装置进行全部检查,并全部安装且紧固,保证顶层单元不被掀起掉落。

  E、吊篮的处理:整个塔楼共架设了19部吊篮,当时安装在276.3米标高的59层楼面。在台风到来之前,将所有吊蓝的钢丝绳每隔10米与装饰框捆绑一次;吊篮副绳和生命绳通过在地面打地锚固定;所有电缆线全部拆除并收集在一起;将所有吊篮篮筐拉到47层楼内,并捆绑在土建结构的柱子上。

  F、与总包、监理一起对临边防护、护头棚等安全设施进行全部检查,对有风险的地方进行了加固。

  G、台风期间,项目部所有成员不许离开现场,与工人同吃同住,以便应急时迅速开展工作。

  3、台风过后补救措施

  A、台风在9月15日凌晨5点结束后,项目部立即会同总包中建六局管理人员一同对塔楼周围马路进行检查清理,查看是否有因台风吹下的玻璃、铝板以及其它材料。经查证,周围马路除了一些垃圾外,没有该项目掉落材料的痕迹。

  B、之后立即组织人员对塔楼每层的楼内进行检查和清理,避免材料或其它垃圾因超强台风被吹到临边而造成安全隐患或二次灾害。经查验,楼层内除了一些飘来的垃圾外,其它材料均未移位,并且完好无损。

  C、同时对已安装完的幕墙进行逐层检查,包括玻璃、铝板面材以及龙骨、装饰构件等。经查验,龙骨无变形,玻璃、铝板无破损,装饰构件无变形无脱落。

  正是通过以上可靠有效的防范措施,作为现场情况更为复杂的在建工程,厦门国际中心台风过后没有一片玻璃破碎,没有一张铝板吹落,没有发生任何人员和财产损失,成为傲立于强台风中的佼佼者。该工程在此次台风中的表现不仅体现了远大前期正确的设计观和施工观,而且也体现了面对超强台风危机时,远大公司领导和项目团队的前瞻眼界和预防意识的超前,以及事前预案与有效措施的完备。

  五、启示

  厦门国际中心是一个应对台风的经典案例,其在前期设计、后续施工以及台风肆虐之期均进行了周密考虑和预案实施,该是类似幕墙工程的设计、施工及台风预防的一个很好借鉴。作为幕墙企业,也应该引以为鉴,特别是对于沿海地区、台风多发地区,建筑幕墙的设计应该适当加大安全系数,提高荷载设计值,增加材料配置,从源头提高幕墙的安全性。同时也要把精细施工作为重点,严抓进行过程控制,保证施工质量。当然,更不能忽视的是台风真正到来时的应对预案与防范措施,进行有效可靠的自我保护其实也是减轻了对其它外界的二次伤害。

  如今,外界对幕墙行业的偏见很多,而此次“莫兰蒂”对幕墙的破坏又增加了别人的话柄。作为行业的建设者,幕墙企业有责任维护行业声誉,通过规范设计、精细施工和精心维保来提升幕墙产品质量,为社会打造更多的精品工程而努力。