建筑幕墻工程施工技術要點

1、建筑幕墻工程施工技術要點摘要：幕墻作為不承重的建筑外墻護圍，在現(xiàn)代大型和高層建筑物中得到廣泛的 應用,隨著相關技術和材料的不斷優(yōu)化,現(xiàn)階段幕墻已經(jīng)逐漸由傳統(tǒng)笨重型向輕型 板材轉變，而且品種也越來越豐富，安全性能、防水性能、節(jié)能性能、使用壽命等 方面也越來越理想，受到現(xiàn)代工程建設的高度重視。本文結合工程實例，對橢圓球 曲面建筑幕墻設計與施工要點進行了分析。以供參考。關鍵詞：幕墻設計；橢圓狀；建筑工程引言我國的建筑幕墻發(fā)展至今，已有二十多年的歷史，伴隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，我國的建筑 行業(yè)比起以前也有了天翻地覆的變化，在這段時間里我國在建筑幕墻的設計和施工經(jīng)歷了從 學習引進到消化吸收，已經(jīng)積累了豐

2、富的經(jīng)驗,在引進國外最新技術的同時，結合自身條件和本 國國情，利用自己的技術力量研究開發(fā)了許多新型的幕墻，正如本文提到的橢圓球曲面的幕墻 設計。工程實例某國際會展中心擴建項目擴建總建筑面積:H3、H4場館，54234m2;擴建工程幕墻面 積:29053m2，單個場館面積14527m2;建設規(guī)模與性質:擴建項目屬于大型展覽建筑;建筑高 度:16.650m;建筑設計使用年限:本工程為3類建筑，合理使用年限為50年;抗震設防烈度:本 工程為7度;基本風壓:0.85kN/m2 (根據(jù)風洞試驗);建筑結構形式:鋼框架支撐結構，結構層 數(shù)1 2層;綠色建筑設計標準:綠建一星。幕墻工程特點本工程幕墻主要由金

3、屬板幕墻與玻璃幕墻組合而成，外觀為橢圓球曲面外形，整體呈鵝 蛋形狀。主墻面外圍護幕墻為直立鎖邊100mm厚礦巖棉保溫層的內層金屬屋蓋與開放式鋁 單板外層幕墻合成的組合幕墻;建筑標高4.60m以下嵌套豎明橫隱的鋁合金玻璃幕墻;橢圓屋 面長向中間設置一道2500mm寬通長隱框采光帶，其中70%的可開啟面積，橢圓屋面短向設 置四道2500mm寬通長隱框采光帶并延伸至地面。幕墻工程設計、施工的定位放線3.1幕墻工程平面定位放線本工程建筑平面形狀為橢圓形平面，橢圓由三個不同半徑的圓心弧組成。由于圓半徑較 大，取圓心點來放線比較困難，因此結合了施工現(xiàn)場的實際情況進行定位放線圖的設計。首先根據(jù)建筑施工圖提供

4、的絕對坐標點定出橢圓圓心點作為相對圓點即點“O”，并對三 個不同半徑的圓心弧兩端點給出相對的坐標，以及重要的建筑拐角點的相對坐標。本工程平 面圖上提供了相對基準點坐標點“C1C12”共計12個點，并在相對坐標的點上標記出其相應 的絕對坐標，以便復核。根據(jù)這些基準點結合CAD電子文檔對幕墻施工需要的各個點位進行 彈線放樣。3.2幕墻工程立面定位放線工程外立面根據(jù)其球曲線形的墻身剖面進行立面定位，為幕墻工程加工制作提供準確的 依據(jù)，設計圖紙作出了三個不同半徑不同圓心的圓心弧組成球曲線形的墻身軸線控制點的關 系圖，并根據(jù)此控制線作出各個幕墻面的完成面墻身控制線圖，主要有直立鎖邊幕墻外皮控 制線”、“

5、開放式鋁單板幕墻外皮控制線”、“玻璃幕墻外皮控制線”，以此控制線為依據(jù)，進行 對構件的加工組裝。3.3幕墻工程平面與立面定位放線相貫聯(lián)系以平面上橢圓線的點作為路徑，以墻身定樣作為棉面，棉向與平面上各圓心對應的圓的 放射線為方向，沿路徑布置形成整體的幕墻外立面造型。幕墻桿件設計及施工要點4.1問題與解決辦法根據(jù)建筑幕墻的特點，其主要的受力桿件均為根據(jù)幕墻的分格布局，每根主桿件的受 力均支承在結構構件上，由于本工程為鋼框架支撐結構，主結構構件的焊接工序均應在工廠 構件制作時完成，對于現(xiàn)場吊裝完成的結構構件不允許再進行施焊作業(yè)，而這種情況與幕墻 工程的安裝特點是相互矛盾的，且本工程又是異形的幕墻工程

6、，工程主要受力桿件的制作與 安裝在設計時應根據(jù)工程的特殊性進行可行性的構造設計。解決方案:幕墻桿件與主結構連接的連接件在工廠焊連完成后再進行結構吊裝。幕墻的桿件安裝尺寸位置在正常情況下是有比較精確的要求，而鋼結構吊裝的允許誤 差遠滿足不了幕墻安裝精度的要求，故而作為幕墻用的連接件在工廠預加工的精度到現(xiàn)場安 裝時可能會出現(xiàn)較大的尺寸誤差，為此幕墻設計師應充分地考慮相關因素對主受力桿件進行 設計，為施工安裝的順利進行打下可靠的基礎。解決方案:結合本工程為組合幕墻的特點，首先可以利用對直立鎖邊內層金屬屋蓋熱彎主 立桿安裝精度要求不是太高的特點，通過直立鎖邊內層金屬屋蓋的熱彎立桿設計與安裝避免 尺寸誤

7、差。在有玻璃幕墻與開放式鋁單板幕墻處按其對應的分格進行布置立桿，以此可作為 玻璃幕墻與開放式鋁單板幕墻結構桿件進行過渡設計，在結構桿件基礎上再進行玻璃幕墻與 鋁單板幕墻的桿件進行精確的布置。由于本工程為橢圓球曲面的幕墻，對于直立鎖邊金屬板內層金屬屋蓋尚容易實現(xiàn)，而 對于玻璃面板與開放式的鋁單板面板為達到平滑球曲面效果必然要花高昂的造價去實現(xiàn)。解決方案:本工程體形較大，平面橢圓球形成的最小的圓弧半徑為29.00m，其圓弧線分 段后也比較平直，按幕墻2.0m的分格其弦高僅為17mm，立面墻身橢圓弧形成的最小的圓弧 半徑為6.70m，按幕墻1.0m的分格其弦高僅為19mm，所以本工程用以折代弧的方式

8、進行設 計，在保證建筑整體效果的前提下既大幅降低了造價也方便了施工安裝。4.2桿件構造與連接節(jié)點設計直立鎖邊金屬板內層金屬屋蓋主立桿與玻璃幕墻及開放式鋁單板幕墻過渡結構主立桿 按同樣的方式進行設計，均采用熱彎鋼方管。熱彎鋼方管主立桿在結構計算時按有限元分析 方法進行結構受力計算，直立鎖邊金屬板內層金屬屋蓋因墻身弧形的要求，橫向檁條步距不 能太大，本工程按1000進行布置，相對應玻璃幕墻的位置又有幕墻自身的橫向主立桿，其 分格也為1.0m恰好與檁條步距同步，使主立桿的弱軸(側向)穩(wěn)定得到很好的加強，不再設置 橫向系桿，在室內觀感上更簡潔美觀。其他直段構件均按常規(guī)幕墻構件進行結構計算。主立桿的統(tǒng)一

9、性設計方便了幕墻加工制作與施工安裝，立桿根據(jù)墻身定位圖的尺寸進 行熱彎加工，加工好的部件沿平面定位放線的路徑與點位進行布置安裝，使整體幕墻一次就 能打好外形的基礎。連接節(jié)點設計如圖1、圖2 圖2直立鎖邊金屬板內層金屬屋蓋主立桿與玻璃幕墻及開放式鋁單板幕墻過渡結構主立桿之 間的結構連接節(jié)點設計的特點是其對安裝精度要求不用很高，允許左右移位偏差在20mm以 內。進出面位置根據(jù)連接板(見圖1、2中的“PL”)的長條孔調節(jié)到精確的位置，連接板的長 條可調節(jié)尺寸設計為40mm，這樣的設計充分考慮了主體的鋼框架支撐結構對幕墻工程的局 限性，方便了幕墻的制作安裝。玻璃幕墻連接節(jié)點設計如圖3、圖4本工程玻璃幕

10、墻的特點是橫向分格尺寸大，基本 以2.0m為標準。豎向的分格尺寸小，基本為1.0m為標準。根據(jù)玻璃幕墻分格的特點，結合 內層金屬屋蓋的熱彎主立桿的點面因素，設計時以橫向桿件作為玻璃幕墻的主受力桿件，豎 向按次龍骨進行設計，這樣的設計既少掉了豎向立桿折彎的工序也簡便了幕墻的施工安裝， 避免了以常規(guī)設計的方式讓立桿作為主立桿設計時造成的不必要浪費。玻璃幕墻的橫向主受 力桿件通過現(xiàn)場在豎向熱彎鋼方管主立桿上精確的放樣，通過板件(見圖3、4中的“PL”)進 行栓焊連接的鋁型材通過精確放線定位后使其與橫向主龍骨通過鋁角碼(見圖3、4中的“鋁角 碼連接件a”)連接。玻璃幕墻的鋁合金桿件由于通過二次的放線定

11、位連接避免了主體鋼結構與 豎向熱彎鋼方管主立桿的精度不夠帶來的誤差問題。圖4工程項目實景效果(如圖5圖6所示)圖6工程外實景一角開放式鋁單板幕墻蒙皮設計與施工本工程的開放式鋁單板幕墻蒙皮是基于直立鎖邊內層金屬屋蓋加設外層蒙皮，開放式組 合幕墻的設計與施工首先應考慮的是外層幕墻骨架的結構連接支座設置問題，即其不能在內 層金屬屋蓋面板上開洞，以避免留下外墻漏水的隱患。由于造形的復雜性，異形鋁單板面板 的定尺加工是一項非常費神費力的工作，在設計過程中必須給現(xiàn)場施工提供切實可行的施工 放樣圖給施工安裝單位使用。本工程的外層開放式鋁單板幕墻骨架的結構連接支座根據(jù)內層直立鎖邊幕墻的特點進行 設計，因為工程

12、的異形性而對直立鎖邊的固定支托相對比較密集，基本在每米的分格就要設 置一個支托，設計中利用了這些有利的條件。鋁單板幕墻骨架的結構連接支座通過卡扣式支 托卡在直立鎖邊板的直立邊上，通過螺栓與內側的支托固定連成一體，內層直立鎖邊板的支 托依據(jù)鋁單板幕墻骨架所需的位置調節(jié)布點，在此位置上的支托與檁條連接時不能采用傳統(tǒng) 的鉆尾釘進行固定，而是采用不銹鋼螺栓進行對穿固定。開放式鋁板面板與骨架固定五金件 緊定于開放縫隙中并采用裝飾蓋板進行隱藏式安裝，內外層幕墻的相隔厚度為280mm，開放 縫有足夠深的空間進行緊固件裝飾蓋的安裝。為便于安裝，緊定螺栓的開放縫凈深度留 100mm 深。異形鋁單板面板的定尺的圖

13、紙設計結合平、立面分格的使用進行統(tǒng)一建模設計，為避免 同一片板塊跨越不同半徑的弧線銜接點而產生四邊形面板四角不共面的問題，分格設計按不 同半徑的弧線銜接點作為分格的基準點進行等分，對整體幕墻的分格單元邊均進行單元邊編 號，并根據(jù)編號進行列表，列出各單元邊對應長度尺寸。本工程在設計的過程中借助3d3s進 行結構計算與單元建模，并列出各單元邊的長度尺寸列表，建模列表下來的單元邊僅單個場 館就有3萬多條，異形幕墻若以做好的骨架為基礎進行逐邊丈量不僅很費工日，而且尺寸也 會因人為的疏忽造成很大的失誤，本工程施工安裝過程中以圖紙結合3d3s模塊使用，為所有 幕墻面板尺寸定制提供了很大便利。屋面采光帶的設

14、計與施工金屬屋面的采光帶設計與施工的重點是采光帶與金屬屋面板接口處以及采光帶與天溝接 口處合理可靠的排水處理，特別是采光帶開啟部分較多的情況下，如果設計不合理，施工安 裝不到位，將會埋下漏水的隱患。采光帶設計節(jié)點及實景見圖7、圖8:圖8實景圖采光帶的設計除了結構計算外，重要的是防漏水設計。防漏水首先要理清楚水流的疏導 系統(tǒng)，再就是屋面板、固定采光帶、可開啟采光帶的層級間的構造合理性。因為是屋面的采 光帶，對于層級的階差影響不到建筑的外觀，那么設計重點是放在預防漏水的問題上。所以 在設計中按可開啟采光帶高于固定采光帶高于金屬屋面板進行設計，高層級與低層級交接處 低處有向高處上翻的倒水擋板，高處有向低處下蓋的披水板，形成不少于兩道防水措施。水 流的疏導系統(tǒng)固定部分按隱框設計接縫耐候膠縫，開啟部分相鄰處的接縫均設計排水溝，導 流到低處，所有開啟的各個單元均設計非拼裝的焊接或膠接的整體套框與整體披水極施工過 程嚴格按從下至上的層級關系進行施工安裝。7.結束語在現(xiàn)階段的建筑發(fā)展過程中，幕墻已經(jīng)是一種比較重要