作者:趙西安(中國建筑科學研究院)
【摘 要】:哈利法塔是一座綜合性建筑,37層以下是阿瑪尼高級酒店;45~108層是高級公寓,共700套,78層是世界最高樓層的游泳池;108~162層為寫字樓;
【關鍵詞】:哈利法塔 幕墻
一、工程概況
迪拜哈利法塔是目前世界上最高的建筑,也是我國幕墻技術人員和工人施工安裝的最宏大的幕墻工程。其主要數據為:
總高度: 828m
混凝土結構高度:601m
基礎底面埋深:30m
樁尖深度: 70m
全部混凝土用量:330000m3
總用鋼量:104000t (高強鋼筋65000t;型鋼39000t)
有效租售樓層:162 層
總建筑面積:526700 m2
塔樓建筑面積:344000 m2
塔樓建筑重量:50萬噸
可容納居住和工作人數:12000人
總造價:15億美元
工期:2004年9月 ~ 2010年1月,1325天
用工:2200萬工時
工程總包:韓國三星
土建承包:江蘇南通六建
圖 1 哈利法塔立面
幕墻承包:香港遠東 / 上海力進 / 陜西恒遠
哈利法塔是一座綜合性建筑,37層以下是阿瑪尼高級酒店;45~108層是高級公寓,共700套,78層是世界最高樓層的游泳池;108~162層為寫字樓;124層為世界最高的觀光層,透過幕墻的玻璃可以看到80公里外的伊朗;158層是世界最高的清真寺;162層以上為傳播、電信、設備用樓層。
圖2 哈利法塔平面
為保持世界最高建筑的地位,鋼結構頂部設置了直徑為1200mm的可活動的中心鋼桅桿,可由底部不斷加長,用油壓設備不斷頂升,其預留高度為200m(圖3)。為此哈利法塔始終不宣布建筑高度。到2009年底,確認五年內世界各國都不可能建成更高的建筑,才最后確定828m的最終高度。
2010年1月4日,哈利法塔舉行了開幕式,正式宣布建成。
圖3 頂部可升高的鋼桅桿
二、 建筑幕墻
哈利法塔的建筑理念是“沙漠之花---Desert Flower”,平面是三瓣對稱盛開的花朵(圖4);立面通過21個逐漸升高的退臺形成螺旋線,整個建筑物像含苞待放的鮮花。這朵鮮花在沙漠耀眼的陽光下,發出蔚藍色的熠熠光輝,這就是她的玻璃幕墻(圖5)。哈利法塔的建筑幕墻總面積為13.5萬平方米,其中塔樓部分為12萬平方米。在塔樓幕墻中,玻璃10.5萬平方米,不銹鋼板1.5萬平方米,相當于17個足球場面積。采用單元式幕墻,共有23566個單元板塊。
幕墻由香港遠東公司承建(該公司1998年由航天部收購),轉交上海力進和陜西恒遠,380余中國技術工人進行幕墻安裝。從2007年5月開始,到2009年9月完工,歷時30個月。開始一天只能安裝20~30個單元,最后最高每天可達175個單元。
圖4 三瓣盛開的沙漠之花
幕墻總造價約為人民幣8億元,約為每平方米6000元。
①、風洞試驗
進行了40次以上的風洞試驗,為主體結構設計和幕墻設計提供技術依據。
風洞試驗在加拿大安大略RWDI邊界層風洞進行。風洞尺寸為2.4m×1.9m和4.9m×2.4m。分別進行了剛性模型的力平衡試驗和彈性模型的多自由度試驗。按50年一遇的風力,做了風壓分布、風環境、風氣候等方面的研究。模型測點 1140個。
剛性和氣彈性整體模型為1/500,局部風力研究的模型為1/250及/125(圖6~圖10)。取用了6個主風向:3個翼尖方向和3個凹入方向,試驗表明主控制方向是翼尖風向。
圖6 RWDI邊界層風洞,1/500模型
圖7 1/125 大比例模型
圖8 風環境試驗
圖9 測點的導壓管
圖10 沿高度的氣流分布
50年一遇的風力,按55米/秒來考慮,風壓分布見圖11。最大風力在退臺附近。最大負風壓為 -5.5KPa,最大正風壓為+3.5 KPa。
圖11 建筑物風壓分布
②、幕墻系統
1.環境條件
迪拜位于中東沙漠地帶,環境條件惡劣:
氣溫范圍: +2度 ~ +54度
材料表面最高溫度: +82度
濕度條件: 干燥,濕度計干球溫度 46度;濕球溫度 29度
多沙塵天氣
2.設計標準
風力:50年一遇,55米/秒,風壓按風洞值;
地震:按美國標準UBC 97 的2a 區,地z=0.15,相當于我國8度設防;結構水平位移:
50年一遇風力 828m頂部 1450 mm
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