大跨度懸挑雙曲面銅板幕墻施工工法

大跨度懸挑雙曲面銅板幕墻施工工法1前言隨著我國建筑裝飾行業(yè)的不斷發(fā)展，更多的國外“抽象性”設(shè)計理念不斷涌入我國，使我國建筑行業(yè)的施工技術(shù)也得到了不斷出新。本工法通過大面積懸挑雙曲面銅板幕墻工程，總結(jié)出一套易于安裝、科技含量高、裝飾效果極佳的施工技術(shù)，為同類工程提供借鑒的經(jīng)驗和依據(jù)。2特點2.0.1大面積懸挑曲面鋼桁架系統(tǒng)在施工中存在較大誤差，雙曲面銅板空間點位定位測量及安裝困難的特點。2.0.2雙曲面銅板使用特制的不銹鋼掛件，與主桁架上的橫向次龍骨固定，通過可調(diào)節(jié)的不銹鋼掛件消除安裝板塊時造成的施工誤差，同時滿足雙曲面板塊在連續(xù)曲面空間的變化。2.0.3銅板材料工廠化加工，所用配件都是工廠加工組裝，現(xiàn)場進行掛裝。這樣能夠保證裝飾材料尺寸精確，飾面感官效果好，同時還保證施工現(xiàn)場的安全和整潔。2.0.4每個單元板塊都可以方便地拆卸，維護和更換。2.0.5施工速度快、精度高，工期短，經(jīng)濟效益高。2.0.6可操作性強、工序銜接緊密，工效高。3適用范圍本施工工法適用于大面積懸挑雙曲面結(jié)構(gòu)工程飾面板安裝施工。4工藝原理4.0.1首先通過對原概念性設(shè)計方案進行細部研究、分析，確定了單元板塊尺寸及相鄰板塊間銜接做法，并測量出板塊安裝橫向水平高度及單元板塊安裝方式。確定了懸挑曲面承重鋼結(jié)構(gòu)桁架的構(gòu)造。4.0.2其次通過原結(jié)構(gòu)預(yù)埋金屬板的位置，確定了懸挑曲面承重鋼結(jié)構(gòu)桁架的安裝位置。4.0.3通過使用研發(fā)的不銹鋼掛件組合，方便、快捷的將雙曲面單元板塊與鋼結(jié)構(gòu)桁架上的橫向次龍骨連接，保證雙曲面單元板塊施工的整體速度及精度。4.0.4節(jié)點構(gòu)造1系統(tǒng)節(jié)點本施工工法是由懸挑鋼結(jié)構(gòu)桁架、次龍骨、不銹鋼連接件、雙曲面銅板四個部分組成。通過懸挑鋼結(jié)構(gòu)桁架與橫向次龍骨焊接；不銹鋼掛件與橫向次龍骨連接；雙曲面銅板與不銹鋼連接件連接形成完整的幕墻系統(tǒng)。圖4.0.4-1懸挑雙曲面銅板幕墻系統(tǒng)連接節(jié)點圖2細部節(jié)點鋼結(jié)構(gòu)桁架系統(tǒng)是實現(xiàn)連續(xù)雙曲面的重要組成部分，它主要實現(xiàn)了雙曲面上下方向的曲面弧度，使橫向水平次龍骨依托鋼結(jié)構(gòu)桁架實現(xiàn)左右方向的曲面弧度及單元板塊的分隔。圖4.0.4-2鋼結(jié)構(gòu)桁架立面圖研制的不銹鋼掛件是實現(xiàn)單元板塊與龍骨的連接，消除單元板塊在安裝過程中的施工誤差。圖4.0.4-3不銹鋼掛件節(jié)點圖3特殊節(jié)點異型鋼結(jié)構(gòu)承重桁架的定位主要參照原設(shè)計結(jié)構(gòu)預(yù)埋金屬板的位置，由于現(xiàn)場測量得出部分預(yù)埋金屬板位置與設(shè)計位置偏差較大，經(jīng)研究確定使用后預(yù)埋方式固定承重桁架。圖4.0.4-4后預(yù)埋板做法節(jié)點圖圖4.0.4-5后預(yù)埋板做法節(jié)點圖整體異型鋼結(jié)構(gòu)承重桁架全部桿件采用焊接方式連接。圖4.0.4-6異型承重桁架桿件焊接節(jié)點圖圖4.0.4-7異型承重桁架桿件焊接節(jié)點圖圖4.0.4-8異型承重桁架桿件焊接節(jié)點圖雙曲面銅板在正面與側(cè)面相鄰銅板的陽角做法。圖4.0.4-9相鄰銅板陽角做法節(jié)點圖圖4.0.4-10相鄰銅板陽角做法節(jié)點圖圖4.0.4-11相鄰銅板陽角做法節(jié)點圖銅板加工采用專業(yè)工廠化加工，對銅板加工要求為：銅板長邊尺寸偏差±1.0mm,短邊尺寸偏差為±0.5mm,對角線尺寸≤±1.5mm；銅板需四邊不等邊折邊，折彎高度偏差≤0.2mm,平面度≤1/1000；銅板后表面要襯1mm厚PVC板絕緣；銅板加工完成后,每塊必須在內(nèi)表面右上角粘貼編號標簽。能夠準確的保證每一塊銅板加工尺寸的精度。圖4.0.4-12銅板標準板塊加工圖5工藝流程及操作要點5.1工藝流程創(chuàng)建三維模型圖測量放線創(chuàng)建三維模型圖測量放線確定單元板尺寸確定單元板尺寸異型承重桁架制作與安裝異型承重桁架制作與安裝橫向水平龍骨整體調(diào)整橫向水平龍骨安裝橫向水平龍骨整體調(diào)整橫向水平龍骨安裝雙曲面銅板安裝定位雙曲面銅板安裝定位雙曲面銅板安裝雙曲面銅板安裝銅板調(diào)整銅板調(diào)整質(zhì)量驗收質(zhì)量驗收圖5.1工藝流程5.2操作要點5.2.1測量放線1測量放線是銅板幕墻工程中要求最為精確的一道工序，在確定每榀承重桁架安裝位置、高度和銅板安裝起著重要作用。雙曲面懸挑銅板幕墻工程放線遵循先整體后局部的程序。2使用水平儀、經(jīng)緯儀利用輔助軸線，將曲面結(jié)構(gòu)軸線進行復(fù)核，軸線無誤后作為原始控制線。3使用原始結(jié)構(gòu)軸線作為基準控制線，利用經(jīng)緯儀將每一榀桁架安裝位置放到曲面結(jié)構(gòu)墻上。同時核對原有預(yù)埋金屬板的安裝位置，確定所需后置埋件的位置及數(shù)量。4利用水準儀將每層建筑標高放到結(jié)構(gòu)上，使用紅色標記標出相應(yīng)標高數(shù)作為曲面承重桁架安裝的基準線。5.2.2確定單元板塊尺寸1原有概念性設(shè)計方案所標注尺寸及半徑取值都存在較大誤差，如果按照原設(shè)計方案進行施工，每塊銅板的尺寸都是不同，將給廠家加工、現(xiàn)場施工帶來極大的麻煩，施工工期將無法保證，需要統(tǒng)一尺寸。2已原概念性設(shè)計方案為基礎(chǔ)，針對施工工期短的特點，通過現(xiàn)場實測實量、數(shù)據(jù)匯總、分析后，組織工程技術(shù)人員進行CAD三維模型圖的設(shè)計繪制，測量出雙曲面曲率變化的規(guī)律，按照統(tǒng)一尺寸的原則進行單元板塊分隔，設(shè)計成單一或多種定型尺寸，四周收邊銅板依據(jù)現(xiàn)場實測實量進行加工。5.2.3異型承重桁架制作1依據(jù)重新設(shè)計繪制的三維模型圖，將每一榀桁架的承重形式、使用鋼材的類型、外形尺寸及安裝高度確定。2每一榀承重桁架都由兩大部分組成，一部分桿件采用現(xiàn)場加工，另一部分特殊彎弧的桿件由專業(yè)拉彎廠家在加工廠加工成型，以保證每榀桁架曲率一致，消除由于現(xiàn)場加工造成的較大誤差。3每榀桁架在兩部分對接前都要與設(shè)計尺寸進行最后核對，消除由于桁架誤差較大，造成雙曲面銅板安裝出現(xiàn)累計誤差值。4桁架安裝前對預(yù)埋或是后置埋件進行再次檢查、核對尺寸。桁架焊接順序采用先局部點焊后滿焊的原則，將桁架臨時固定在預(yù)埋金屬板上，依據(jù)結(jié)構(gòu)軸線復(fù)核桁架安裝位置無誤后進行滿焊。5鋼結(jié)構(gòu)桁架的焊接要求1）主材的拼接,對接焊縫應(yīng)采用全熔透T型對接焊縫。2）梁端翼緣板及腹板與端板（合縫板）的連結(jié)焊縫應(yīng)采用全熔透T型對接焊縫。3）翼緣板和腹板與柱底板T型焊縫，應(yīng)采用全熔透T型對接焊縫。6除銹及防火要求1）構(gòu)件制作完畢后進行拋丸除銹處理，除銹等級為Sa2.5。2）底漆:兩遍紅丹底漆,漆膜厚度2×30微米.面漆:兩遍調(diào)和漆,漆膜厚度:2×30微米。5.2.4橫向水平龍骨安裝1橫向水平龍骨依據(jù)銅板分隔尺寸確定安裝位置，每上下兩塊銅板之間設(shè)置一道橫向水平龍骨。2依據(jù)銅板設(shè)計安裝標高，以原結(jié)構(gòu)標高線為基準，在已經(jīng)安裝完畢的每榀桁架上，用水準儀放出橫向水平龍骨的安裝位置，并標注在每榀桁架上。每安裝3根橫向水平龍骨復(fù)核一次標高值。5.2.5橫向水平龍骨整體調(diào)整調(diào)整水平龍骨高低差時，主要是觀察龍骨整體的平滑度，避免局部出現(xiàn)凹凸的現(xiàn)象。橫向水平龍骨整體調(diào)整完畢后噴涂防銹漆。5.2.6雙曲面銅板安裝定位安裝銅板時先臨時固定在龍骨上，使用水平儀測量銅板的安裝高度，高度確定后將螺絲擰緊。同一水平安裝的銅板依據(jù)基準板進行后續(xù)安裝。5.2.7雙曲面銅板安裝定雙曲面銅板與龍骨通過不銹鋼連接件進行安裝。銅板背面預(yù)先將不銹鋼掛架安裝完畢，將銅板上下安裝的不銹鋼掛件與龍骨上的不銹鋼掛件用螺絲緊固，一塊單元銅板就安裝完畢了。5.2.8銅板調(diào)整雙曲面銅板安裝調(diào)整方向較多，需制定出合理的調(diào)整順序：板塊間距板塊間接縫高低差曲面弧度。1銅板之間間距的調(diào)整使用水準儀、盒尺進行檢測，通過銅板背后的不銹鋼連接件調(diào)節(jié)孔20mm調(diào)節(jié)量進行調(diào)整。調(diào)節(jié)順序由中間定位板開始進行調(diào)整，完畢后進行上下一層銅板間距調(diào)整，以此類推進行其他銅板的間距調(diào)整。2銅板之間接縫高低差采用不銹鋼掛件調(diào)節(jié)孔進行10mm范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)。3銅板整體曲面弧度調(diào)整主要采用觀察的方式，調(diào)整在局部出現(xiàn)的凹凸不平滑的現(xiàn)象。6材料與設(shè)備6.1主要材料性能表6.1材質(zhì)性能表序號項目規(guī)格、型號制造工藝檢驗項目1銅板1.2mm厚T22帶銅板擠壓模具生產(chǎn)、在在線噴涂氟碳碳漆機械性能、化學成成分、規(guī)格尺尺寸、表面質(zhì)質(zhì)量2干掛件2mm厚304不不銹鋼擠壓模具生產(chǎn)、在在線沖孔?；瘜W成分、力學性性能3鋼結(jié)構(gòu)桁架Q235碳素鋼現(xiàn)場焊接符合GB50205--2001規(guī)定4化學錨栓M20*260M16成品規(guī)格型號、產(chǎn)品合合格證、檢測測報告、拉拔拔試驗5焊條E43型焊條成品符合《碳鋼焊條》GB/T55117-995標準6鉆尾自鉆螺絲成品產(chǎn)品合格證6.2主要機具設(shè)備表6.2主要機具設(shè)備表序號設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量1電子經(jīng)緯儀DJD-G臺12自動安平水準儀D2S3-1臺23型材切割機YZA-10臺14電焊機21KVA臺45鋼尺50m把16檢測尺2m把47盒尺5m把108沖擊鉆HQ－A—20把39砂輪切割機KT-971臺110手提電鉆GBM13-2RRE把211電動螺絲刀JF7101把107質(zhì)量控制7.1一般規(guī)定7.1.1銅板幕墻所使用的鋼材、化學錨栓、不銹鋼掛件的材質(zhì)、規(guī)格、標高及連接方式應(yīng)符合設(shè)計要求和產(chǎn)品的組合要求，龍骨安裝位置、牢固性及整體弧度應(yīng)符合圖紙和設(shè)計要求。7.1.2桁架龍骨焊接部位必須牢固，安全可靠。7.1.3橫向水平龍骨與桁架焊接位置、牢固性必須符合圖紙及設(shè)計要求。7.1.4桁架及水平橫向龍骨表面必須作防銹處理。7.1.5雙曲面銅板表面應(yīng)按設(shè)計要求及有關(guān)規(guī)定進行抗氧化處理，板塊間距、縫寬應(yīng)符合設(shè)計要求，曲面弧線應(yīng)流暢。7.1.6雙曲面銅板幕墻工程驗收應(yīng)檢查下列文件記錄1鋼結(jié)構(gòu)桁架施工圖，設(shè)計說明及受力計算書。2鋼材、化學錨栓、不銹鋼連接件的檢查記錄和質(zhì)量驗收記錄。3銅板性能檢測報告、進場驗收記錄單。4隱蔽工程驗收記錄。5結(jié)構(gòu)上的后置預(yù)埋件的數(shù)量、位置及拉拔力符合設(shè)計要求。7.1.7檢查數(shù)量應(yīng)符合下列規(guī)定：1每1000m2為一個檢驗批。2每個檢驗批抽查10處，每處不少于10m2。測量數(shù)據(jù)不超過誤差值為合格，超出為不合格，合格率達到80%及以上為合格。7.2主控項目7.2.1銅板材質(zhì)、規(guī)格、顏色，要符合設(shè)計和國家標準要求。7.2.2幕墻高度、板塊分格和表面曲線弧度符合設(shè)計要求。7.2.3銅板必須安裝牢固，分格方式及分格尺寸，分格寬度應(yīng)符合設(shè)計要求。7.3一般項目7.3.1銅板飾面應(yīng)潔凈、美觀、色澤一致，無凹凸變形和劃痕。7.3.2板塊表面曲線弧度流暢美觀，間距一致、接縫寬度一致。7.3.3雙曲面銅板幕墻安裝允許偏差和檢查方法應(yīng)符合下列規(guī)定要求：項次項目允許偏差（mm）檢驗方法1表面平整度2用2m靠尺和塞尺檢檢查2相鄰板材板角錯位位1用鋼直尺檢查3接縫直線度3拉5m線4接縫高低差1用鋼直尺和塞尺檢檢查5接縫寬度1用鋼直尺7.4其他注意事項7.4.1設(shè)計上要注意原結(jié)構(gòu)預(yù)留埋件的承載力，要控制在預(yù)留埋件承載力范圍內(nèi)。7.4.2設(shè)計中要充分考慮連接中的調(diào)節(jié)作用，要滿足調(diào)節(jié)量的要求。7.4.3材料加工要選擇有能力的、技術(shù)強的廠家，保證生產(chǎn)的產(chǎn)品的性能、精度到達要求。7.4.4施工中注意材料的運輸，避免對銅板本身造成損壞。7.4.5施工中注意桁架各部分桿件的焊接質(zhì)量，達到國家相關(guān)標準要求。7.4.6銅板尺寸較多，要注意施工中的產(chǎn)品標識，避免安裝錯誤。7.4.7注意避免銅板與其他金屬材料相接處，造成電位差破壞銅板自身性能。7.4.8安裝銅板時要注意避免破壞銅板表面的抗氧化保護層。8安全措施8.0.1嚴格遵守有關(guān)勞動安全法規(guī)要求，加強施工安全管理、安全教育，嚴格執(zhí)行各項安全生產(chǎn)規(guī)章制度，服從總包方、監(jiān)理方的有關(guān)制度。8.0.2按規(guī)定要求設(shè)置防火標志，配備足夠的滅火器具，并在有施焊作業(yè)的范圍內(nèi)安排看火人。8.0.3嚴格遵守施工用火審批制度。8.0.4施工腳手架必須通過驗收合格后方可上架施工。8.0.5凡從事電焊作業(yè)人員必須持有特種作業(yè)人員上崗證，實行持證上崗，并應(yīng)使用面罩或防護鏡，佩戴相應(yīng)的勞保用品。8.0.6腳手架搭設(shè)人員必須持有特殊人員上崗證，平佩戴相應(yīng)的勞保用品。8.0.7安裝吊用的施工機具在使用前必須進行嚴格檢查。8.0.8施工人員必須配備安全帽、安全帶、工具袋，防止人員及物件的墜落。8.0.9施工現(xiàn)場中各種危險設(shè)施、臨邊部位、洞口都必須設(shè)置防護設(shè)施和明顯警告標識。8.0.10使用氧氣、乙炔進行施工時，應(yīng)嚴格按照相關(guān)規(guī)定進行放置。8.0.11嚴禁高空拋物，運輸材料時，下方應(yīng)有專人看護，無關(guān)人員不得進入材料運輸區(qū)域。9效益分析9.0.1該工法施工簡單科學，施工速度快，可以滿足施工工期緊張的要求。9.0.2科學的施工工藝有效的減少施工人員的投入，節(jié)省了人力。9.0.3嚴格的測量計算控制了材料的規(guī)格和數(shù)量，避免無謂的浪費，為建設(shè)單位減少物資投入。9.0.4大面積雙曲面懸挑銅板幕墻工程的成功應(yīng)用，為該類工程提供了應(yīng)用實例，可以作為重要的參考依據(jù)，具有良好的推廣價值。10應(yīng)用實例****中心****中報告廳外立面采用大面積雙曲面懸挑銅板幕墻系統(tǒng)，由我公司負責深化設(shè)計工作及施工。報告廳外立面所用銅板品種為黃