大扭轉(zhuǎn)雙向曲面玻璃幕墻設(shè)計與施工

1、 大扭轉(zhuǎn)雙向曲面玻璃幕墻設(shè)計與施工 摘要：隨著我國經(jīng)濟在快速發(fā)展，社會在不斷進步，基于某項目，介紹了構(gòu)件單元組合式幕墻系統(tǒng)設(shè)計與施工技術(shù)的主要內(nèi)容。由于某項目的建筑幕墻立面采用麻花形的扭曲收腰式構(gòu)造，為幕墻的建造帶來了很多有別于常規(guī)幕墻的挑戰(zhàn);基于構(gòu)件單元組合式幕墻系統(tǒng)，應用基本單元板塊間打膠連接和分體組合式橫梁，解決雙向曲面玻璃幕墻的造型扭轉(zhuǎn)、豎向連接定位和防水難題;利用bim技術(shù)、三維掃描和可伸縮調(diào)節(jié)雙軌挑架，提高了施工精度、縮短了建造周期、節(jié)約了安裝成本，可以為類似幕墻工程的建造提供參考。關(guān)鍵詞：扭轉(zhuǎn)玻璃幕墻;構(gòu)件單元組合系統(tǒng);分體組合式橫梁;雙軌挑架系統(tǒng)引言玻璃以其很強的可塑性與虛無縹

2、緲的氣質(zhì)而被譽為“物質(zhì)的第四種形態(tài)”。它以不同的組合萬式運用于建筑之中，富有張力地演繹著建筑的時代特色，獲得眾多建筑師的垂青。在時代技術(shù)、又化觀念、審美藝術(shù)的沖擊之下造就了班璃幕墻，其特有的透明性消解丁建筑在時問與至問上的距離，虛與實的交替、精神與物質(zhì)層面的更迭使得玻璃幕墻具有無限的可能性，成為玻璃材料在建筑中的王要應用萬式?？v觀玻璃幕墻這一百多立的歷史，從其生命伊始的“水晶宮”到如今隨處可見的玻璃幕墻建筑，無一不昭示其強大的生命力。1工程概況案例工程位于某區(qū)，該工程幕墻面積約8104m2，總建筑面積14.7104m2。本文所介紹的雙曲面玻璃幕墻便位于該樓內(nèi)庭院的東入口，建筑高度24m，雙曲面

3、幕墻最大凈空高度13m，跨度16m。該入口幕墻采用了單曲面玻璃705塊、雙曲面玻璃283塊，安裝方式為豎隱橫明玻璃幕墻和半隱框玻璃頂，造型新穎大氣，完美表達出了“太湖石”的設(shè)計概念。2大扭轉(zhuǎn)雙向曲面玻璃幕墻設(shè)計與施工2.1幕墻方案的選擇傳統(tǒng)的幕墻分為構(gòu)件式和單元式。構(gòu)件式幕墻最大的優(yōu)勢在于其造型多樣、散件拼裝，但同時其安裝工藝繁雜、工序較多，在異形結(jié)構(gòu)中，構(gòu)件式幕墻板塊較為零散，每塊板尺寸各異，安裝難度較大、安全風險大、質(zhì)量難以把控、材料使用率低;對于常規(guī)的平面玻璃幕墻來講，單元式幕墻能夠通過工廠內(nèi)流水化加工成單元板塊，現(xiàn)場掛接安裝，大幅度提升了幕墻加工安裝的效率、降低了安全風險;但對于非平面

4、幕墻，其最大的不足之處在于造型困難，難以實現(xiàn)設(shè)計效果。重慶仙桃數(shù)據(jù)谷項目的幕墻為大扭轉(zhuǎn)的雙向曲面玻璃幕墻，在實現(xiàn)設(shè)計效果的前提下，如何提升施工效率、降低作業(yè)安全風險至關(guān)重要，經(jīng)過團隊的科研攻關(guān)，最終將構(gòu)件式和單元式幕墻的優(yōu)勢集于一體，完美呈現(xiàn)了雙向扭轉(zhuǎn)的小蠻腰造型。目前實現(xiàn)外玻璃幕墻扭曲的三種組合式方法包括空間框、冷彎法和平面框。空間框單元板塊平面外的第四個點與板塊另三個點不共面，進而實現(xiàn)外立面的整體扭轉(zhuǎn)效果，面板材料為平面，但相鄰面板之間相互錯開一定夾角，為魚鱗狀排步。但是由于平面外的第四個點與板塊另個三點不共面，加工難度較大;排水設(shè)計可能導致單元橫框加大;左右玻璃不在一條等溫線上，保溫性能

5、略有降低。冷彎法的單元板塊在工廠組裝成平板，現(xiàn)場帶應力安裝，強制性實現(xiàn)板塊的變形，進而實現(xiàn)外立面的整體扭轉(zhuǎn)效果，由于冷彎是通過外力強制性實現(xiàn)板塊的變形，幕墻桿件及板材長期處于扭轉(zhuǎn)應力狀態(tài)下，幕墻易發(fā)生自爆;而且適用范圍較小，僅適用于空間扭轉(zhuǎn)較小的設(shè)計，根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗，原則上平面外的第四個點與板塊另三個點確定的平面的垂直距離不大于20mm。平面框單元板塊中單元板的框四點共面，板塊相互錯開如魚鱗狀排布，形成獨立單元，和普通單元體做法一致，受力更合理。集合構(gòu)件式幕墻和單元式幕墻的優(yōu)勢，形成一種新的復合型幕墻施工體系“構(gòu)件單元組合式”幕墻。這種幕墻結(jié)構(gòu)體系的龍骨、面板以及相關(guān)構(gòu)件在加工廠加工成單元板塊，

6、單元板塊按照單元體的安裝方式，在現(xiàn)場吊裝，即為單元式幕墻做法。幕墻的豎龍骨自由錯位，形成扭曲狀，兩板塊之間打密封膠，密封膠打完后，單元體上的裝飾線條在現(xiàn)場做扭曲安裝，即為構(gòu)件式幕墻做法。通過單元板塊之間打膠連接和扭轉(zhuǎn)組合安裝實現(xiàn)幕墻整體“收腰扭轉(zhuǎn)”造型，既具備單元體幕墻的整體特性又具備構(gòu)件式幕墻的線條造型。建筑扭曲產(chǎn)生的翹曲值通過對單元體豎框的角度切割和組合式橫梁進行消化，平面玻璃面板與豎框的完美組合，實現(xiàn)了“魚鱗扭轉(zhuǎn)”，高效、高質(zhì)量地保證了扭轉(zhuǎn)啞鈴型建筑的外立面效果。2.2安裝過程的測量拼裝支撐主鋼管時需在場地內(nèi)及時設(shè)置三維控制點與水平定位點。作為后續(xù)測量定位的起算依據(jù)。支撐主鋼管的現(xiàn)場拼裝

7、過程中需要及時測量胎架的定位尺寸，焊接部位的三維形狀，構(gòu)件在水平方向與垂直方向的投影尺寸，及構(gòu)件最終完成后的檢驗復測。伴隨著節(jié)點吊裝安裝工作的進行，現(xiàn)場所用臨時支撐持續(xù)加荷，受剛度、撓度及地面沉降所影響，變形逐漸加大，有可能對安裝定位精度產(chǎn)生較大影響。現(xiàn)場不間斷對臨時支撐沉降、撓度變形進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)變形、位移超過允許值及時進行調(diào)整?，F(xiàn)場采用可靠的測量平臺，雙曲面玻璃的定位以坐標控制為主，同時采用與支撐主鋼管間距離控制為輔。坐標控制點設(shè)置在玻璃面板四角，以油性涂料作出明顯標記。施工中在控制點處直接放置棱片定位，結(jié)合設(shè)計深化過程中所得到的玻璃面板三維控制數(shù)據(jù)，精確進行玻璃板三維定位。2.3拉索結(jié)構(gòu)

8、的安裝豎橫向拉索、連接端安裝按照先大面后轉(zhuǎn)角的順序利用電動卷揚機將拉索牽引到安裝位置，牽引時綁扎點應保證錨具端部有一定的自由擺動量，上端固定于耳板上，下端固定于主體鋼結(jié)構(gòu)上。通過調(diào)緊索頭進行輕微張拉，達到預緊要求，并及時調(diào)整拉索在懸空中的位置。安裝過程中嚴格檢查每根拉索的扭轉(zhuǎn)和連接情況，防止拉索與節(jié)點扭轉(zhuǎn)變形連接。拉索預緊、初拉目測觀察各組件基本對位后，對拉索進行預緊，預緊過程中拉桿連接組件應處于自由活動狀態(tài)下，全部就位后對拉索進行初拉。拉索張拉張拉的順序:先中間豎索進行張拉，再對已張拉完畢的豎索兩側(cè)的豎索進行張拉，依次向左右兩側(cè)進行張拉。豎索的張拉方法:采用特制牽引工裝與拉索端張拉錨具可靠連

9、接，用液壓穿芯式千斤頂牽引拉索，應力達到設(shè)計要求后調(diào)整拉索可調(diào)索頭間距，將索頭固定于下端固定耳板上。保證連接件連接可靠，如有角度或尺寸偏差應采取必要的措施調(diào)整。張拉完成設(shè)計應力后停止工作，待24h后擰緊結(jié)構(gòu)梁上的連接件組件。橫索的張拉:將不銹鋼索和索夾固定于結(jié)構(gòu)柱耳板上。橫索、調(diào)節(jié)錨固索頭作為一整體進行張拉。張拉時利用同位器對千斤頂群均勻施壓。拉索初拉后24h以上，對索網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行復核檢查。結(jié)語本文集合構(gòu)件式幕墻和單元式幕墻的優(yōu)勢，提出“構(gòu)件單元組合式”幕墻系統(tǒng)。該幕墻系統(tǒng)通過幕墻基本單元板塊之間打膠連接和分體組合式橫梁解決雙向曲面幕墻的造型扭轉(zhuǎn)、豎向連接定位和防水難題。這種幕墻系統(tǒng)既具備單元式幕墻的整體特性又具備構(gòu)件式幕墻的線條造型，是一種新型的復合型幕墻施工體系?；谠擉w系施工中應用的bim技術(shù)、三維掃描和可伸縮調(diào)節(jié)雙軌挑架系統(tǒng)，極大程度地滿足了該幕墻系統(tǒng)的施工需求，取得了良好的施工效果、提高了施工效率。目前該系統(tǒng)及施工技術(shù)集成在重慶仙桃數(shù)據(jù)谷項目運用并取得了較好的經(jīng)濟效益和社會影響力，該系統(tǒng)和技術(shù)集成可以進一步推廣到各種異形扭曲建筑幕