浅谈椭球体幕墙龙骨及曲面圆滑度控制施工

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  关键词:幕墙龙骨 圆滑
  1 前言
   随着社会发展,独特的建筑造型不断涌现,尤其是公共建筑更是追求造型美观。幕墙的表面顺滑度直接影响特殊体型建筑物的外立面美观与否。但由于实际上主体结构会因施工、层间位移、沉降等因素造成建筑物的实际尺寸与设计尺寸有误差。该误差对椭球体幕墙龙骨及曲面圆滑度控制造成很大难度,而且若控制不好将会严重影响建筑物的感观。在多年的幕墙施工过程中,通过积累一定的施工经验,逐渐已形成了一整套施工方法,并在多个幕墙施工中成功应用,较好地解决了幕墙椭球体曲面的圆滑度问题,并取得了良好经济效益和社会效益。
  2 工艺特点
   (1)用传统的幕墙施工方法施工特殊体型建筑物幕墙,由于每块幕墙板材尺寸都不一致,需要人工实测才能确定板材大小,因此其工序繁琐,工作量巨大,且精度不高。现采用计算机进行全方位模拟放样,既提高了精度,也大大节省了测量放样的时间,从而加快施工进度、保证质量。
   (2)投资少,工艺可操作性强,经济合理,易于推广。
  3 适用范围
   本施工技术适用于幕墙工程施工,尤其是椭球体、球体等特殊体型建筑物幕墙工程的质量控制。
  4 工艺原理
   (1)安装椭球体幕墙龙骨前,主体结构基本完成。首先通过计算机根据图纸对建筑物主体结构及幕墙进行全方位3D模拟放样。然后对建筑物进行整体测量,根据实测的数据对建筑物进行二次模拟放样,通过前后两次模拟放样的对比,以掌握建筑物结构尺寸的实际偏差值并通过计算机计算及时消化和调整,使其符合幕墙的构造要求。
   (2)根据计算机调整后的基准线,确定基准层,然后将钢龙骨的基准框立好,每个平面选择两根或三根基准框。再根据基准框,依次安装其它龙骨框架。
   (3)利用计算机建模得出每块板材尺寸大小,并对每块板块进行标号。只需对已经安装好框架的尺寸大小进行少量抽样的复测,确定结果与计算机建模一致,再送加工厂预制。完成后,按分格图上相应的标号位置将板块安装在指定的位置上,安装时调整板块的左右位置,使板块的左右中心线与分格的中心线保持一致。板块的安装顺序基本是从上往下推进,安装后的板块应保持平整,协调。
  5 施工工艺流程与操作要点
  5.1 施工工艺流程
   针对工程特殊的结构及现场情况,采用如下的施工工艺进行施工:计算机建模---→测量放线---→计算机二次建模---→支座安装---→基准梁安装---→标准梁安装---→龙骨框架抽样复核---→板材安装---→打胶---→清洗---→验收
  5.2操作要点
  5.2.1 计算机建模
  通过计算机软件,根据主体结构的轴线、标高、图纸对建筑物主体结构及幕墙进行第一次全方位3D模拟放样。根据对建筑物进行实体测量的数据对建筑物进行二次模拟放样。通过两次模拟的结果找出误差,并及时进行消化和调整。将调整后的模型作为最终模型,从而确定幕墙龙骨的定位、尺寸,及进一步确定幕墙板块的大小尺寸。在整个幕墙施工中,利用计算机对幕墙安装质量实时监控。
  5.2.2 总体测量放线
   根据主体结构的轴线、标高进行必要的复核,确定相关轴线是否适用,按幕墙布置图进行全面的测量放线。测量工具采用水准仪、经纬仪等,测量时应掌握天气预报,在风力不大于4级时进行幕墙设置垂直方向、水平方向控制线需做好标识,水平标高各楼层至少需闭合一圈,并注意幕墙等一致。必须确保垂直、水平标线的统一。
   测量方法:复测量相关轴线后,上、下放钢线,为避免钢线摆动,每两层楼设一个固定支点,用经纬仪校核其准确性。幕墙支座的水平放线每4米设一个固定支点,用水平仪检测其准确性,同样按中心放线方法放出主梁的进出位线。每楼层的支座点焊,由水平仪检测,相邻支座水平误差应符合设计标准,支座的焊接应防止焊接时的受热变形,其顺序为上、下、左、右对称焊接,并应检查及校核缝质量。严格控制测量误差,垂直方向的偏差不大于10mm,水平方向偏差不大于5mm,测量必须经过反复检查、核实。
  5.2.3龙骨框架的安装
  5.2.3.1确立基准层框架
   根据计算机调整后的基准线,确定基准层,然后将基准框立好,每个平面选择两根或三根(视长度定)基准框。基准框要保证位置垂直度,水平高度绝对准确。基准框立好后,再将基准层框立完并检查各面框的位置是否与设计相符。检查无误后,将质量检测记录提交业主及监理单位复检,经复检合格后,依次安装其它框架。
  5.2.3.2骨架与主体连接
   框架是通过转接钢角码与预埋件和主体框架连接,钢角码与竖框接触面用尼龙垫隔开,以防止不同金属间的电位腐蚀。转接钢角码与预埋板用焊接的方式连接起来,采用先点焊,再调整,调整准确后再满焊。焊接后刷防锈漆做防腐处理。
  5.2.3.3竖框与竖框连接
   安装基准竖框时,竖框上端按上述方法安装,竖框下端插入一根插芯,把插芯预固定在主体上。基准框以上的竖框在安装时,先把竖框在工作台上按上述方法做好立框准备工作,然后抬到指定位置,把竖框下端套在基准框上端的插芯上,竖框与竖框之间留有一定的间隙。满足在温度发生变化时,竖框有一定的伸缩范围。基准框以上的框架安装方法依此类推。
  5.2.3.4竖框与横框的连接
   竖框与横框之间通过铝角片和螺栓连接起来。首先根据分格把一组横框套在相邻两根竖框对应的角片位置上,调整横框的进出位置,使横框外表面与竖框基准面外表面保持在一个垂直平面上;调整横框的上下位置,并用水平仪检测横框的水平度,确保横框的位置符合设计图纸分格尺寸的要求,然后用螺栓把横框和角片连接在一起。
  5.2.4 板块的安装
   利用计算机建模得出每块板材尺寸大小,并对每块板块进行标号,送加工厂进行预制加工。按分格图上相应的标号位置将其安装在指定的位置上,安装时调整板块的左右位置,使板块的左右中心线与分格的中心线保持一致。板块的安装顺序基本是从上往下推进,安装后的板块应保持平整,协调。
  5.2.5 注胶工艺
   (1)复核外饰面板块之间的距离及平整度,确认无误后,进行打胶。
   (2)首先撕去板块接缝两边的保护膜,在板块接缝处中填塞与接缝宽度配套的泡沫条,并保证连接且深度一致,保证胶面厚度均匀可靠。
   (3)用酒精或其它易挥发的清洁剂,擦拭胶缝的表面,除去缝中其它杂物,保证表面清洁无污染,防止密封胶粘接不牢,影响密封胶效果。
   (4)注胶:注胶之前需做密封胶与饰面材料之间的相溶性试验,并将试验报告提交监理公司等有关单位,得到各单位认可确定后开始注胶。
   (5)修胶:注好的密封胶表面要用刮板或其它修胶工具进行修整,以保证胶缝表面光滑、平整、均匀。
  
  幕墙板材与龙骨框架安装节点大样图
  6 质量控制
  6.1 工程质量控制标准
   (1)《建筑幕墙》GB/T21086-2007
   (2)《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001
   (3)《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003
   (4)《建筑设计防火规范》GB50016-2006
  6.2 原材料进厂检验及质量控制
   (1)钢龙骨:钢龙骨采用国家标准GB/T4171/T-84和GB6728-86高耐候性结构钢热轧或冷弯型材,表面热镀锌处理。
   (2)铝型材:铝型材采用国产优质型材,型材表面处理前后,均能符合LD31RCS铝合金的机械性能的要求。主要采用的主料應送业主、监理审批后决定。
   (3)結构胶和密封胶:结构胶和密封胶采用进口优质产品,关于结构胶的测试,胶杯试验(拉断时间测试)、粘合--剥离测试、切装配框测试等质量控制程序均在工厂内进行。
  6.3安装质量管理措施:
   6.3.1施工质量控制重点为
   (1)幕墙表面要平整,其平整度控制在1mm以内,相邻板块接缝高度差控制在1mm以内;
   (2)幕墙的平整度3m靠尺需控制在2mm以内;
   (3)分格缝宽度一致,横平竖直,竖缝及横缝偏差控制在2mm以内,大角通顺;
   (4)钢件连接设计采用焊接的焊接要牢固,确保焊缝饱满,焊脚尺寸达到设计要求的高度和宽度;
   (5)打胶处封胶严密、宽度均匀、上下通顺。
   6.3.2对于关键项目的施工安装,必须重点按规定实施
   (1)各楼层连接件和立柱的安装位置及垂直度、水平标高、进出位置、相临两柱的距离偏差均需由专检人员复查,复查符合要求并签准认可后,方可对连接件进行满焊作业并点焊紧固螺母。
   (2)连接件焊接完备,施工人员必须敲除焊渣自检焊缝,并由专检人员复查,复查符合要求并签准认可后,再由专检人员填报幕墙验收单,经监理复核签准后方可进行防腐处理。
   (3)幕墙横梁安装完毕,应由专检人员复查其水平度,相邻横梁与同层横梁的水平标高偏差情况及整个立面控制线的偏差情况,调整至复合设计要求。
   (4)对幕墙立柱与横梁的安装以及幕墙伸缩缝、女儿墙封顶节点、封边封底节点等隐蔽工程,均须填写幕墙报验单,报请监理验收,验收后方可挂板。
  7安全措施
   (1)成立项目以负责人为组长,安全员为主,管理层为辅的安全领导小组。各专业作业层设兼职安全员,项目设2名专职安全员,形成一个安全管理体系。
   (2)认真具体地对作业层进行安全书面交底,施工负责人下生产任务时阐明安全要求,并随时检查,发现问题及时整改。
   (3)搞好职工安全教育,使施工人员熟知本工种的安全技术规程,并严格执行。
   (4)电工、焊工、机操工等特殊工种,必须经过专业培训,持有资格证方可上岗。
   (5)现场入口悬挂“建筑现场施工纪律”牌,挂好安全宣传牌和安全标志牌。
   (6)构件起吊时,吊索必须绑扎牢固,绳扣必须在吊钩内锁牢,严禁用板钩钩吊构件。
   (7)高空作业人员必须系安全带,地面作业人员必须戴安全帽。构件起吊过程中,构件旋转范围内严禁站人,吊运构件就位固定后才能松动钢丝绳。
   (8)高空作业人员的工具必须放在专用的工具袋内,在高空传递时不得扔掷,禁止从高空往下抛掷物件。
   (9)脚手架必须使用合格的材料,搭设支撑牢固。
   (10)加工作业现场应保持整洁、不零乱,氧气、乙炔等物应严格按操作规程摆放。
   (11)电工应经常检查线路,检查机器的运行情况,司索工、起重工要严格按照规程作业,司索工随时检查卡具、索具是否符合要求。
   (12)安装的各专业工种,必须服从现场统一指挥,技术负责人在发现违章作业时,要及时劝助,对不听劝助继续违章的操作者,应立即停止其工作。
    (13)雨后、风后对立放的构件要进行检查,必须保证垫木、支撑有足够的稳固程度。
   (14)电器用具要放在通风、干燥的棚内,外壳要接地,接地电阻值不大于4欧。
   (15)防止同一垂直面的上下、立体作业。
  8 环保措施
   (1)严格执行《建筑施工现场环境与卫生标准》中相关条文,建立环境保护管理体系,成立现场环境保护与文明管理机构,切实贯彻国家及地方环保法规。
   (2)项目经理部安排专人负责工地环保工作。
   (3)控制灰尘对周边环境的污染。安排专人每天两次对作业点周边环境进行喷水,减少灰尘对周边环境的影响。
   (4)施工操作平台上临时产生的垃圾要及时清理干净。
   (5)加强现场的照明灯具的管理,及时关掉不必要的灯,灯光尽量不照射出工地范围外,防止光污染。
   (6)加强对工人的环保意识教育,作业过程中防止不必要事情的产生,最大限度减少施工噪音的污染。
  9 效益分析
   由于采用本项目技术成果进行施工,此施工技术使幕墙安装工程顺利施工,解决椭球体幕墙安装工程重大技术难题,可一次安装成功,没有增加投资,工期和质量均达到设计和业主要求,具有显著的社会、经济效益。
  10 应用实例
   广东演艺中心的立面造型以抽象而理性的结构图形成艺术中心的现代气质,以现代化的新风格,与整个大院建筑相协调,建筑利用新材料和象征性的造型成个性,飘带式的雨蓬及檐口造型,既形成标识性,又界定了演艺中心与群众艺术馆之间的整体分合关系。
  广东演艺中心歌舞剧院由两个大小椭球体组成,两个大小椭球体呈椭球型,长度约102米,宽度约84米,高度约35米。其中演艺中心结构层数为5层,建筑面积为8136.4㎡.铝板幕墙分布在演艺中心大小椭球体顶部至大小球各自整体的2/3处,总面积约为8000平米。
   针对广东演艺中心独特的造型,应用本施工方法对幕墙椭球体曲面的圆滑度进行严格的控制,比较好地解决了该技术难题,取得了很好的社会、经济效益。
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