CN100354485C - 钢管桁架高塔外装饰石材幕墙的固定装置及建造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高塔外装饰石材幕墙的固定装置及建造方法，该固定装置包括一竖向桁架(包括与主体结构钢管连接节点)、一水平桁架、一钢横梁、一铝合金挂件系统，本发明采用螺栓连接和焊接方式来安装石材幕墙的骨架结构于高塔的主体钢结构上，充分考虑地震作用及冷热伸缩对结构的影响，立柱桁架采用吊挂式连接方案，并先将石材固定在铝合金附框上，再将附框用压板固定在铝合金横梁上，通过铝合金横梁与骨架结构钢横梁固定，从而实现石材幕墙的外挂，并分层安装龙骨结构以及石材幕墙，从而完成整个高塔外装饰石材幕墙的安装。通过本发明的石材幕墙固定装置和建造方法，整个幕墙系统处于柔性连接状态，表面平整度、安全性能和抗震性能较高，且安装更换方便。

Description

钢管桁架高塔外装饰石材幕墙的固定装置及建造方法

技术领域

本发明涉及土木建筑工程领域中的塔桅结构的外装饰的固定装置及建造方法，尤其涉及一种钢管桁架高塔外装饰石材幕墙的连接固定装置及建造方法。

背景技术

现有的绝大多数钢结构高塔，其钢结构外面除了防火、防锈涂层等保护层以外，钢杆件都裸漏在外，钢塔本身都没有外装饰材料，钢构件的组合体就作为建筑的外观效果。因此，从装饰物的重量来对比，对于每平方米塔身的装饰荷载较大的高塔来说，如何选择抗侧力更加合理的结构体系至关重要。

而对于装饰有幕墙的钢结构高塔来说，从目前的幕墙结构型式来看，幕墙石材与建筑的结构体(钢筋混凝土或型钢结构)固定连接(或称连接骨架)的主要构件为：型钢立柱、型钢横梁、型钢焊接而成的平面钢框架、角钢挂件等。

国内、外的多、高层建筑、高耸结构外装饰幕墙(包括：玻璃幕墙、金属幕墙、石材幕墙)采用的各种固定连接骨架构造方式见下表，其中示出了现今建筑的外装饰幕墙种类及其特点：

幕墙种类		多、高层建筑或高耸结构名称	固定装置(连接骨架)	特点
					玻璃幕墙	明框	北京长城饭店1983年	型钢骨架铝合金框	国内第一个玻璃幕墙工程
半隐框幕墙	日本千叶港瞭望塔125.00m，1986年	垂直钢立柱水平钢横梁	多用于立面规则的建筑外装饰
				隐框		北京航华科贸中心1999年	平面组合框架	单元式隐框玻璃幕墙
挂架式	深圳机场1998年	鱼腹式桁架工字形横梁	竖向桁架，横向工字梁，钢爪
				滑铁卢海底隧道终点站2000年		钢拉杆弧形桁架	为支承结构成型的异形幕墙

		温哥华省府办公与法院综合楼1997年	球节点空间网架	跨度大，造型独特
					索结构	巴黎第五十大街办公楼1999年	钢拉杆钢压杆	采用预应力技术保证结构的整体性和刚度
	巴黎罗浮宫西厅倒挂玻璃金字塔1995年	高强钢索钢压杆	建筑造型轻盈美观
				金属幕墙		附着型	青岛海上皇宫半球屋顶	型钢焊接骨架	屋顶由3个1/4球组成，外装饰三棱锥形球壳铝板
黑龙江广播电视塔336m	型钢骨架	复合龙骨体系，设保温、抗变形功能
			石家庄广播电视塔280m		型钢骨架		在塔身筒体形成圆筒形状饰面
构架型	日本水户艺术馆瞭望塔1989年	三角形外框单元						边长9.6m三角形框架整体吊装，外装饰3.2mm厚钛合金板
			石材幕墙		直接干挂式	天津金融大厦2002年	重荷锚栓钢角码		又称插针法，简单、经济、操作方便
骨架式	大多数框架结构的建筑	垂直钢立柱水平钢横梁		形成以垂直钢立柱为主的钢骨架
					广州合银广场，269.2m2003年	垂直钢方管角钢水平梁	国内最高的超高层建筑石材幕墙工程
	武汉民意广场1999年	槽钢焊接骨架		采用全方位可调整挂件
					单元体直接式	北京东方广场2000年	垂直钢立柱水平钢横梁	预制形成单元体平面框架
预制复合板式	北京中国银行大楼2001年	水平钢大梁垂直小连梁		形成以水平钢大梁为主的钢骨架

而对于石材幕墙来说，其不同于传统的外墙饰面，其主要是采用干挂工艺，是一种独立的围护结构体系，是利用金属挂件将石材饰面直接悬挂在立体结构上。设计时，石材饰面的分格既要满足建筑立面造型要求，也要考虑石材饰面的尺寸和厚度，保证石材饰面板在各种荷载(重力、风载、地震荷载和温度应力)作用下的强度要求，另外，也要满足模数化、标准化的要求，尽量减少规格数量，方便施工。

目前，国内外石材幕墙干挂法主要分为：直接干挂式、骨架干挂式、单元体干挂式、预制复合板干挂式，前三类多用于混凝土结构基体，后者多用于钢结构工程。

对于预制复合板干挂石材幕墙构造，实干法作业的发展是以石材薄板为饰面板，钢筋细石混凝土为衬模，用不锈钢连接件连接，经浇筑预制成饰面复合板，用连接件与结构连成一体的施工方法。可用于钢筋混凝土或钢结构高层和超高层建筑。其特点是安装方便、速度快，可节约天然石材，但对连接件质量要求较高。固定程序为：工厂预制饰面复合板→现场安装水平钢大梁→连接器具→现场安装复合墙板。

但是，目前的石材幕墙，其与钢结构主体的连接结构仍有缺陷存在，受地震影响及冷热伸缩等影响仍然较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种钢管桁架高塔外装饰石材幕墙的固定装置及建造方法，将石材幕墙的受力结构——龙骨，和高塔的空间桁架的钢管结构有序的结合起来，充分合理的利用桁框架钢管的结构强度和刚度，形成可靠的骨架结构体系，并充分考虑地震作用及冷热伸缩对结构的影响，实现安全可靠的石材幕墙的外挂，充分反映建筑的设计理念和活力。

为了实现上述目的，本发明提供了一种钢管桁架高塔外装饰石材幕墙的固定装置，包括有与主体钢结构连接的金属固定骨架、悬挂石材的挂件系统，其特点在于，

所述金属固定骨架为一桁架骨架体系，包含有：

竖向桁架，与所述主体钢结构的钢桁架梁固定连接；

横向桁架，与所述竖向桁架连接；

横梁，与所述竖向桁架连接，用于固定该挂件系统；

所述挂件系统为铝合金挂件系统，包含有：

一铝横梁，与所述桁架骨架的横梁连接；

一对附框，每个附框包括一对压接凹槽和压接端，所述压接凹槽背对设置，用于挂接所述石材；

一压板，用于扣压所述附框的压接端，将所述附框与所述铝横梁扣紧连接。

上述的高塔外装饰石材幕墙的固定装置，其特点在于，所述竖向桁架包括有：

竖向弦杆，设置于所述竖向桁架的外侧和内侧，通过一节点连接装置与所述主体钢结构的钢桁架梁相连接；

竖向桁架直腹杆，水平设置于两个弦杆之间；

竖向桁架斜腹杆，倾斜的沿竖向设置于两个弦杆之间。

上述的高塔外装饰石材幕墙的固定装置，其特点在于，所述竖向桁架内侧弦杆与主体钢结构钢管连接节点的节点连接装置包括：

一对弧形垫板，上下设置于内侧钢桁架梁外表面上；

单舌板，竖向设置于每个弧形垫板上；

带有封端板的双舌板，所述单舌板插入其两个舌板之间，并通过螺栓相连接，所述封端板与所述竖向桁架内侧弦杆的端部连接。

上述的高塔外装饰石材幕墙的固定装置，其特点在于，所述竖向桁架外侧弦杆与主体钢结构钢桁架梁连接节点的节点连接装置包括：

一连接板，朝向外侧预埋于外侧钢桁架梁的外表面上；

双舌板，竖向设置于该连接板上；

带有封端板的单舌板，所述单舌板插入所述双舌板的两个舌板之间，并通过螺栓相连接，所述封端板与所述竖向桁架外侧弦杆的端部连接。

上述的高塔外装饰石材幕墙的固定装置，其特点在于，所述横向桁架包括有：

水平弦杆，与所述竖向桁架直腹杆连接，水平设置于所述横向桁架的外侧；

水平桁架斜腹杆，沿水平方向设置于竖向弦杆和所述水平弦杆之间。

上述的高塔外装饰石材幕墙的固定装置，其特点在于，所述桁架骨架体系为多层的桁架骨架采用吊挂式连接而成，在所述高塔的一预定高度下采用钢结构桁架系统，以矩形钢方管作桁架及冷轧槽钢作横梁，在所述预定高度以上采用大跨距加强形设计，以矩形钢方管作桁架及冷轧槽钢作横梁。

上述的高塔外装饰石材幕墙的固定装置，其特点在于，所述高塔为空间桁架式框架钢结构的斜三棱锥形高塔。

本发明还提供了一种钢管桁架高塔外装饰石材幕墙的建造方法，其特点在于，包括如下步骤：

步骤一，加工制作好幕墙安装的固定骨架结构，包括竖向桁架和横向桁架，其中以矩形钢方管作桁架及冷轧槽钢作横梁；

步骤二，搭设脚手架；

步骤三，测量确定所述固定骨架结构的安装位置，在所述安装位置上焊接连接板，采用螺栓连接以及焊接方式，固定连接所述固定骨架结构于所述高塔的主体钢结构上；

步骤四，在所述固定骨架结构上焊接槽钢龙骨作横梁，并在预定位置上安装石材幕墙的铝合金挂件系统中的铝横梁，同时先将石材固定在所述附框上，再将所述附框用压板固定在所述挂件系统的铝横梁上，通过所述挂件系统的铝横梁与所述槽钢横梁固定，安装形成所述石材幕墙；

步骤五，重复上述步骤，分层安装所述骨架结构以及所述石材幕墙，完成整个高塔外装饰石材幕墙的安装；

步骤六，进行竣工检查，并在验收合格后拆除所述脚手架。

上述的钢管桁架高塔外装饰石材幕墙的建造方法，其特点在于，所述桁架上部采用连接件焊接，下部采用螺栓连接，连接伸缩量大于20mm；所述槽钢横梁与所述竖向桁架的竖向弦杆间根据弹线定位后每三米为一个单元留伸缩缝，所述伸缩缝的伸缩量大于8mm；所述挂件系统的铝横梁与所述固定骨架结构的槽钢横梁的连接中均采用螺栓连接结构，并且在所述挂件系统的铝横梁上钻铣长圆孔，留出伸缩余量；各层竖向桁架的弦杆之间、竖向桁架的弦杆与横梁之间均采用螺栓连接结构。

上述的钢管桁架高塔外装饰石材幕墙的建造方法，其特点在于，在步骤三中，所述固定骨架结构的钢结构桁架系统的安装步骤如下：

测量、确定钢桁架尺寸、位置；

焊接好半成品钢架，将钢结构进行除锈处理，并在所述钢塔上安装钢桁架连接件；

将半成品钢架吊装及临时定位，进行钢结构的调整、满焊；

进行钢桁架横向杆件及斜向杆件的定位、满焊，完成钢桁架系统的安装。

上述的钢管桁架高塔外装饰石材幕墙的建造方法，其特点在于，在步骤四中，所述石材幕墙安装的安装步骤如下：

测量、放线，确定所述槽钢横梁的安装位置和所述挂件系统的安装位置；

安装和校正所述槽钢横梁并焊接固定在所述桁架上；

固定安装高强度铝合金横梁作为所述挂件系统的铝横梁，同时在地面上将石材板件上粘接高强度铝合金附框作为所述挂件系统的附框，形成石板组件；

在所述铝合金横梁上安装石板组件，通过高强度铝合金压板将所述附框与所述铝合金横梁扣紧连接；

重复上述步骤完成整个外装饰石材幕墙的安装。

上述的钢管桁架高塔外装饰石材幕墙的建造方法，其特点在于，所述石板幕墙的每块石板在平面内均留有调节量，调节范围为4～10mm。

上述的钢管桁架高塔外装饰石材幕墙的建造方法，其特点在于，所述高塔为空间桁架式框架钢结构的斜三棱锥形高塔。

本发明的骨架系统和挂件系统和石材幕墙的建造方法与普通的挂件式幕墙结构相比较有四大突出优点：

(1)表面平整度高：石材通过附框与铝合金横梁及钢横梁连接，铝合金横梁与钢横梁间在设计上可实现三维调节，有效提高了石材安装精度，保证石材安装的外观质量。

(2)安全性明显提高：高强度铝合金附框与石板粘接为一体，防止挂件对石板产生的局部应力破坏石材。

(3)安装更换方便：各块石材之间没有关联、避让关系，安装顺序不受限制，出现污染、破损时更换方便，进而保证了工程的施工质量。

(4)抗震性能大大提高：附框与横梁有较大的平面内变形调节能力，在发生地震时使主体结构在平面变形上对石板的影响减少50％-60％。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明的钢管桁架结构高塔外装饰石材幕墙的示意图；

图2为本发明的钢管桁架结构高塔的立体图；

图3为本发明的斜塔内部幕墙固定装置的骨架布置示意图；

图4为本发明的背面幕墙骨架图；

图5为本发明的侧面幕墙骨架图；

图6A、6B为图3中A部分的本发明的幕墙竖向桁架内侧弦杆与主体结构钢管连接节点的节点连接装置结构示意图；

图7A、7B为图3中B部分的本发明的幕墙竖向桁架外侧弦杆与主体结构钢管连接节点的节点连接装置结构示意图；

图8为图3中C部分的本发明的幕墙骨架与主体结构转角连接节点的结构示意图；

图9为图3中D部分的本发明的挂件系统与横梁连接的结构示意图；

图10为图9中本发明的挂件系统的放大俯视图；

图11为图10的侧视图。

具体实施方式

如图1～3所示，本发明以一空间桁架式框架钢结构的三棱锥斜塔10外干挂石材幕墙11为例，详细说明本法明的石材幕墙外挂的固定装置及建造方法。该高塔的建筑外墙主要采用暖色调的樱花红花岗岩火烧板干挂石材幕墙作为装饰；如图1所示，在塔尖处，可外挂玻璃幕墙12。本发明采用大面积的天然麻面花岗岩墙面将立面合理划分。

而在高耸钢结构外挂花岗岩目前极其罕见，由于钢结构属柔性材料，而花岗岩属刚性材料，如何保证钢柔结合，是需要解决的课题。另外，对于倾斜的高塔结构，要实现石材在空间桁架式框架钢结构斜塔外干挂，如何选择石材龙骨的结构形式，重点解决龙骨与主体钢结构的连接方案，充分考虑地震作用及冷热伸缩对结构的影响，也是需要解决的课题。

因此，如图4、5所示的斜塔石材幕墙背面和侧面骨架图，在建筑设计方面，本发明根据建筑自身特点及主体结构的特殊要求，在48m以下采用钢结构桁架系统，主要采用矩形钢方管作桁架及冷轧槽钢作横梁，48m以上采用大跨距加强形设计，以矩形钢方管作立柱及冷轧槽钢作横梁。

而在结构设计方面，本发明充分考虑地震作用及冷热伸缩对结构的影响，立柱桁架采用吊挂式连接方案，上部采用连接件焊接，下部采用螺栓连接，伸缩量大于20mm，横梁与立柱间根据弹线定位后每三米为一个单元留伸缩缝，伸缩量大于8mm。

如图3、4、5所示，石材幕墙外挂的固定装置采用金属固定骨架和铝合金挂件系统相结合来悬挂石材，该金属固定骨架为一桁架骨架体系，包含有：

竖向桁架40，与所述主体钢结构30的钢桁架梁32、33固定连接，所述竖向桁架由内侧竖向弦杆41、外侧竖向弦杆42、竖向桁架直腹杆43、竖向桁架斜腹杆44组成，该竖向弦杆41、42分别通过一节点连接装置60、70(详见后述)与所述主体钢结构30的钢桁架梁33、32相连接；该竖向桁架直腹杆43水平设置于两个弦杆41、42之间；竖向桁架斜腹杆44倾斜的沿竖向设置于两个弦杆41、42之间；

横向桁架50，与所述竖向桁架40连接，由水平弦杆51、水平桁架斜腹杆52组成，该水平弦杆51与所述竖向桁架直腹杆43连接，水平设置于所述横向桁架的外侧；该水平桁架斜腹杆52沿水平方向设置于竖向弦杆41和所述水平弦杆51之间。

横梁80，与所述竖向桁架40连接，用于固定悬挂石材的挂件系统89。

如图9～11所示，示出了本发明的该挂件系统89的结构，其可为铝合金挂件系统，如图11所示，该挂件系统89主要包含有：一铝横梁891，与所述桁架骨架的横梁80通过螺栓895连接；一对附框892，每个附框892包括一对压接凹槽8921和压接端8923，所述压接凹槽8921背对设置，用于挂接所述石材90；一压板893，用于扣压所述附框892的压接端8923，将所述附框892与所述铝横梁891扣紧连接。

该挂件系统89是针对石材幕墙的结构特殊性，采用石材幕墙小单元压接系统(详细结构参见图10、11所示)，通过钢铝结构的完美结合，使整个幕墙系统处于柔性连接状态，在满足结构要求的前提下确保外观设计精度钢结构横龙骨(槽钢横梁80)与主龙骨(桁架42)间采用螺接方式，使横龙骨精度控制在2mm误差范围内，且通过铝合金横梁891与横龙骨(槽钢横梁)间二次误差的调节连接，使误差二次调整后缩小为0.5mm，保证安装精度要求。且每块石板在平面内均留有调节量，调节范围4-10mm，消除主体位移对石材产生的影响，满足结构要求。另外，采用高强度铝合金材料作挂件，石材接缝采用聚氨酯密封胶，提高了结构的安全性。这种结构的挂件系统与普通的挂件式结构相比较有四大突出优点：表面平整度高、安全性明显提高、安装更换方便、抗震性能大大提高。

如图6A、6B所示，示出了图3中A部分的本发明的幕墙竖向桁架内侧弦杆41与主体结构钢管33连接节点的节点连接装置60结构。在主体钢结构30的内侧钢桁架梁钢管33上焊接的弧形垫板61、62，上下各1个；在弧形垫板61、62上焊接单舌板63，该单舌板63插入一带有封端板641的双舌板64的两个舌片之间，通过单舌板63、双舌板64上的伸缩孔634，可在下部先用一个螺栓65固定，然后双舌板64与单舌板63焊接，上部双舌板64与单舌板63用二个螺栓固定，形成柔性系统。竖向桁架内侧弦杆41端部焊接在封端板641上，从而形成一个稳固的连接。

如图7A、7B所示，示出了图3中B部分的本发明的幕墙竖向桁架外侧弦杆42与主体结构钢管32连接节点的节点连接装置70结构。主体钢结构的外侧钢桁架梁钢管32上预埋焊接一弧形垫板76，在弧形垫板76上焊接连接板71，在连接板71上焊接双舌板74，将一带有封端板731的单舌板73插入该双舌板74的两个舌片之间，通过单舌板73、双舌板74上的伸缩孔734，可在下部先用一个螺栓75固定，然后双舌板74与单舌板73焊接，上部双舌板74与单舌板73用二个螺栓75固定，然后在焊缝724上焊接该单舌板73、双舌板74，形成柔性系统。竖向桁架内侧弦杆42端部焊接在封端板731上，从而形成一个稳固的连接。

如图8所示，在斜塔转角处，幕墙骨架42与主体钢结构桁架柱31(钢立柱)通过连接板34连接。

本发明在基本构造上，采用冷轧型矩形钢方管做桁架，C型槽钢做横梁，表面喷涂面漆。这种材料平直精度高，截面力学性能优异。竖向桁架弦杆与建筑主体的连接均采用螺栓连接及焊接方式，调整定位精度高，从而提高石板的平整度。而石板90与龙骨的安装采用小单元式构造，花岗岩石板90不直接固定在与主体结构连成整体的竖向桁架侧弦杆的横梁上，而是通过一挂件系统实现石板的外挂。

本发明的石材幕墙的建造方法主要包括以下步骤：

步骤一，加工制作好幕墙安装的固定骨架结构，包括竖向桁架和横向桁架，其中以矩形钢方管作桁架及冷轧槽钢作横梁；

步骤二，搭设脚手架；

步骤三，测量确定所述固定骨架结构的安装位置，在所述安装位置上焊接连接板，采用螺栓连接以及焊接方式，固定连接所述固定骨架结构于所述高塔的主体钢结构上；

步骤四，在所述固定骨架结构上焊接槽钢龙骨作横梁，并在预定位置上安装石材幕墙的铝合金挂件系统中的铝横梁，同时先将石材固定在所述附框上，再将所述附框用压板固定在所述挂件系统的铝横梁上，通过所述挂件系统的铝横梁与所述槽钢横梁固定，安装形成所述石材幕墙；

步骤五，重复上述步骤，分层安装所述骨架结构以及所述石材幕墙，完成整个高塔外装饰石材幕墙的安装；

步骤六，进行竣工检查，并在验收合格后拆除所述脚手架。

其标准的施工工艺流程为：

钢结构加工预埋弧形钢板→主体钢结构安装→脚手架搭设→测量放线→校对施工图→主体钢结构上焊接连接板(如图8中连接板30所示)→安装桁架→安装槽钢龙骨→防腐防火处理→隐蔽验收→安装铝合金挂件系统→板材安装→打胶→清洗→验收→拆脚手架。

其中，石材幕墙施工脚手架搭设采用悬挑方式，各层脚手架受力点集中在各层钢塔主结构桁架梁钢管上。外装饰脚手架用钢管搭设，立杆间距1.2米；横杆间距1.8米，横杆上满铺跳板，立杆搭设必须避开主钢结构上的埋件位置。

其中，钢结构桁架安装工艺流程如下：

测量、确定钢桁架尺寸、位置→钢结构下料、连接件预制→焊接半成品钢架→钢结构除锈，刷防锈漆一遍→在钢塔上安装钢桁架连接件→半成品钢架吊装及临时定位→钢结构调整、满焊→钢桁架横向杆件及斜向杆件的定位、满焊→隐蔽工程验收、移交。

石材安装工艺流程如下：

测量、放线→安装槽钢横梁→校正槽钢横梁→焊接固定→钻孔安装铝合金横梁→同时在地面上将石材板件上粘接铝合金挂件→在铝合金横梁上安装石板组件→加固嵌缝注胶，石材内侧粘接保温板→清洁整理→竣工检查、验收移交。

其中，石材进场后，应严格按规范要求检验，包括色差挑选。石材板在现场进行开槽，首先确定石材板开槽位置，两短槽端部距离石板的边缘距离为90-180mm(如图10中所示)。本发明中可采用双锯片开槽，确保石材开槽宽度以及挂件安装位置的石材厚度。

测量控制采用水管抄平，用细钢丝拉通线控制水平缝宽窄一致、平直，斜塔三个大角拉通线进行控制，确保大角顺直。

另外，对于高塔结构所要求的防雷设计，由于石板幕墙的龙骨是大面积金属导体，阴雨天防雷和随时防强电作用下的感应电至关重要。而本发明的幕墙龙骨与钢结构间通过焊接及螺接方式已充分实现导电作用，因此不再设避雷装置。对于抗震设计，由于石板与主体结构采用分离式(小单元式)构造，花岗岩石板不直接固定在与主体结构连成整体的立柱、横梁上，而是将石板先固定在高强度铝合金附框上，再将附框用高强度铝合金固定在横梁上。这种构造使附框与横梁有一定的平面内变形调节能力，在发生地震时使主体结构在平面变形上对石板的影响减少50％-60％。

并且，在附框与石板连接的槽中填充石材专用胶，保持各自的位移能力。不能采用干硬性环氧树脂，因为当发生平面内变形时，由于是刚性连接且环氧树脂的强度远大于石材强度，而将石材拉裂破坏。

在竖向地震作用下，石板会产生上下振动，由于石板幕墙质量大，地震作用也随之加大，因此本发明充分考虑了附框与压板搭接量，所以在石板挂装后、打密封胶前应检查压板横插的配合情况是否满足设计结构要求，以确保工程质量。

而为避免因异种金属间的电位差而产生电化腐蚀，不同金属材料间一般均用PVC绝缘材料分隔。

并且由于铝合金热膨胀系数大于钢材，较长铝合金构件与钢龙骨的连接中均采用螺栓连接结构，铝合金上钻铣长圆孔，留出伸缩余量。各层立柱之间、立柱与横梁之间均采用螺栓连接结构，保证在热胀冷缩变形时不产生内应力，不产生框架变形，不破坏密封性能。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (13)

1、一种钢管桁架高塔外装饰石材幕墙的固定装置，包括有与主体钢结构连接的金属固定骨架、悬挂石材的挂件系统，其特征在于，

所述金属固定骨架为一桁架骨架体系，包含有：

竖向桁架，与所述主体钢结构的钢桁架梁固定连接；

横向桁架，与所述竖向桁架连接；

横梁，与所述竖向桁架连接，用于固定该挂件系统；

所述挂件系统为铝合金挂件系统，包含有：

一铝横梁，与所述桁架骨架的横梁连接；

一对附框，每个附框包括一对压接凹槽和压接端，所述压接凹槽背对设置，用于挂接所述石材；

一压板，用于扣压所述附框的压接端，将所述附框与所述铝横梁扣紧连接。

2、根据权利要求1所述的钢管桁架高塔外装饰石材幕墙的固定装置，其特征在于，所述竖向桁架包括有：

竖向弦杆，设置于所述竖向桁架的外侧和内侧，通过一节点连接装置与所述主体钢结构的钢桁架梁相连接；

竖向桁架直腹杆，水平设置于两个弦杆之间；

竖向桁架斜腹杆，倾斜的沿竖向设置于两个弦杆之间。

3、根据权利要求2所述的钢管桁架高塔外装饰石材幕墙的固定装置，其特征在于，所述竖向桁架内侧弦杆与主体钢结构钢管连接节点的节点连接装置包括：

一对弧形垫板，上下设置于内侧钢桁架梁外表面上；

单舌板，竖向设置于每个弧形垫板上；

带有封端板的双舌板，所述单舌板插入其两个舌板之间，并通过螺栓相连接，所述封端板与所述竖向桁架内侧弦杆的端部连接。

4、根据权利要求2所述的钢管桁架高塔外装饰石材幕墙的固定装置，其特征在于，所述竖向桁架外侧弦杆与主体钢结构钢桁架梁连接节点的节点连接装置包括：

一连接板，朝向外侧预埋于外侧钢桁架梁的外表面上；

双舌板，竖向设置于该连接板上；

带有封端板的单舌板，所述单舌板插入所述双舌板的两个舌板之间，并通过螺栓相连接，所述封端板与所述竖向桁架外侧弦杆的端部连接。

5、根据权利要求2所述的钢管桁架高塔外装饰石材幕墙的固定装置，其特征在于，所述横向桁架包括有：

水平弦杆，与所述竖向桁架直腹杆连接，水平设置于所述横向桁架的外侧；

水平桁架斜腹杆，沿水平方向设置于竖向弦杆和所述水平弦杆之间。

6、根据权利要求2或5所述的钢管桁架高塔外装饰石材幕墙的固定装置，其特征在于，所述桁架骨架体系为多层的桁架骨架采用吊挂式连接而成，在所述高塔的一预定高度下采用钢结构桁架系统，以矩形钢方管作桁架及冷轧槽钢作横梁，在所述预定高度以上采用大跨距加强形设计，以矩形钢方管作桁架及冷轧槽钢作横梁。

7、根据权利要求1所述的钢管桁架高塔外装饰石材幕墙的固定装置，其特征在于，所述高塔为空间桁架式框架钢结构的斜三棱锥形高塔。

8、一种钢管桁架高塔外装饰石材幕墙的建造方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，加工制作好幕墙安装的固定骨架结构，包括竖向桁架和横向桁架，其中以矩形钢方管作桁架及冷轧槽钢作横梁；

步骤二，搭设脚手架；

步骤三，测量确定所述固定骨架结构的安装位置，在所述安装位置上焊接连接板，采用螺栓连接以及焊接方式，固定连接所述固定骨架结构于所述高塔的主体钢结构上；

步骤四，在所述固定骨架结构上焊接槽钢龙骨作横梁，并在预定位置上安装石材幕墙的铝合金挂件系统中的铝横梁，同时先将石材固定在所述附框上，再将所述附框用压板固定在所述挂件系统的铝横梁上，通过所述挂件系统的铝横梁与所述槽钢横梁固定，安装形成所述石材幕墙；

步骤五，重复上述步骤，分层安装所述骨架结构以及所述石材幕墙，完成整个高塔外装饰石材幕墙的安装；

步骤六，进行竣工检查，并在验收合格后拆除所述脚手架。

9、根据权利要求8所述的钢管桁架高塔外装饰石材幕墙的建造方法，其特征在于，所述桁架上部采用连接件焊接，下部采用螺栓连接，连接伸缩量大于20mm；所述槽钢横梁与所述竖向桁架的竖向弦杆间根据弹线定位后每三米为一个单元留伸缩缝，所述伸缩缝的伸缩量大于8mm；所述挂件系统的铝横梁与所述固定骨架结构的槽钢横梁的连接中均采用螺栓连接结构，并且在所述挂件系统的铝横梁上钻铣长圆孔，留出伸缩余量；各层竖向桁架的弦杆之间、竖向桁架的弦杆与横梁之间均采用螺栓连接结构。

10、根据权利要求8所述的钢管桁架高塔外装饰石材幕墙的建造方法，其特征在于，在步骤三中，所述固定骨架结构的钢结构桁架系统的安装步骤如下：

测量、确定钢桁架尺寸、位置；

焊接好半成品钢架，将钢结构进行除锈处理，并在所述钢塔上安装钢桁架连接件；

将半成品钢架吊装及临时定位，进行钢结构的调整、满焊；

进行钢桁架横向杆件及斜向杆件的定位、满焊，完成钢桁架系统的安装。

11、根据权利要求8所述的钢管桁架高塔外装饰石材幕墙的建造方法，其特征在于，在步骤四中，所述石材幕墙安装的安装步骤如下：

测量、放线，确定所述槽钢横梁的安装位置和所述挂件系统的安装位置；

安装和校正所述槽钢横梁并焊接固定在所述桁架上；

固定安装高强度铝合金横梁作为所述挂件系统的铝横梁，同时在地面上将石材板件上粘接高强度铝合金附框作为所述挂件系统的附框，形成石板组件；

在所述铝合金横梁上安装石板组件，通过高强度铝合金压板将所述附框与所述铝合金横梁扣紧连接；

重复上述步骤完成整个外装饰石材幕墙的安装。

12、根据权利要求11所述的钢管桁架高塔外装饰石材幕墙的建造方法，其特征在于，所述石板幕墙的每块石板在平面内均留有调节量，调节范围为4～10mm。

13、根据权利要求8所述的钢管桁架高塔外装饰石材幕墙的建造方法，其特征在于，所述高塔为空间桁架式框架钢结构的斜三棱锥形高塔。

Images