作者:赵西安(中国建筑科学研究院)
【摘 要】:哈利法塔是一座综合性建筑,37层以下是阿玛尼高级酒店;45~108层是高级公寓,共700套,78层是世界最高楼层的游泳池;108~162层为写字楼;
【关键词】:哈利法塔 幕墙
一、工程概况
迪拜哈利法塔是目前世界上最高的建筑,也是我国幕墙技术人员和工人施工安装的最宏大的幕墙工程。其主要数据为:
总高度: 828m
混凝土结构高度:601m
基础底面埋深:30m
桩尖深度: 70m
全部混凝土用量:330000m3
总用钢量:104000t (高强钢筋65000t;型钢39000t)
有效租售楼层:162 层
总建筑面积:526700 m2
塔楼建筑面积:344000 m2
塔楼建筑重量:50万吨
可容纳居住和工作人数:12000人
总造价:15亿美元
工期:2004年9月 ~ 2010年1月,1325天
用工:2200万工时
工程总包:韩国三星
土建承包:江苏南通六建
图 1 哈利法塔立面
幕墙承包:香港远东 / 上海力进 / 陕西恒远
哈利法塔是一座综合性建筑,37层以下是阿玛尼高级酒店;45~108层是高级公寓,共700套,78层是世界最高楼层的游泳池;108~162层为写字楼;124层为世界最高的观光层,透过幕墙的玻璃可以看到80公里外的伊朗;158层是世界最高的清真寺;162层以上为传播、电信、设备用楼层。
图2 哈利法塔平面
为保持世界最高建筑的地位,钢结构顶部设置了直径为1200mm的可活动的中心钢桅杆,可由底部不断加长,用油压设备不断顶升,其预留高度为200m(图3)。为此哈利法塔始终不宣布建筑高度。到2009年底,确认五年内世界各国都不可能建成更高的建筑,才最后确定828m的最终高度。
2010年1月4日,哈利法塔举行了开幕式,正式宣布建成。
图3 顶部可升高的钢桅杆
二、 建筑幕墙
哈利法塔的建筑理念是“沙漠之花---Desert Flower”,平面是三瓣对称盛开的花朵(图4);立面通过21个逐渐升高的退台形成螺旋线,整个建筑物像含苞待放的鲜花。这朵鲜花在沙漠耀眼的阳光下,发出蔚蓝色的熠熠光辉,这就是她的玻璃幕墙(图5)。哈利法塔的建筑幕墙总面积为13.5万平方米,其中塔楼部分为12万平方米。在塔楼幕墙中,玻璃10.5万平方米,不锈钢板1.5万平方米,相当于17个足球场面积。采用单元式幕墙,共有23566个单元板块。
幕墙由香港远东公司承建(该公司1998年由航天部收购),转交上海力进和陕西恒远,380余中国技术工人进行幕墙安装。从2007年5月开始,到2009年9月完工,历时30个月。开始一天只能安装20~30个单元,最后最高每天可达175个单元。
图4 三瓣盛开的沙漠之花
幕墙总造价约为人民币8亿元,约为每平方米6000元。
①、风洞试验
进行了40次以上的风洞试验,为主体结构设计和幕墙设计提供技术依据。
风洞试验在加拿大安大略RWDI边界层风洞进行。风洞尺寸为2.4m×1.9m和4.9m×2.4m。分别进行了刚性模型的力平衡试验和弹性模型的多自由度试验。按50年一遇的风力,做了风压分布、风环境、风气候等方面的研究。模型测点 1140个。
刚性和气弹性整体模型为1/500,局部风力研究的模型为1/250及/125(图6~图10)。取用了6个主风向:3个翼尖方向和3个凹入方向,试验表明主控制方向是翼尖风向。
图6 RWDI边界层风洞,1/500模型
图7 1/125 大比例模型
图8 风环境试验
图9 测点的导压管
图10 沿高度的气流分布
50年一遇的风力,按55米/秒来考虑,风压分布见图11。最大风力在退台附近。最大负风压为 -5.5KPa,最大正风压为+3.5 KPa。
图11 建筑物风压分布
②、幕墙系统
1.环境条件
迪拜位于中东沙漠地带,环境条件恶劣:
气温范围: +2度 ~ +54度
材料表面最高温度: +82度
湿度条件: 干燥,湿度计干球温度 46度;湿球温度 29度
多沙尘天气
2.设计标准
风力:50年一遇,55米/秒,风压按风洞值;
地震:按美国标准UBC 97 的2a 区,地z=0.15,相当于我国8度设防;结构水平位移:
50年一遇风力 828m顶部 1450 mm
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