悬边异形全玻幕墙在贺州市城市投资大厦综合业务用房工程中的施工方法

发表时间:2020/7/24   来源:《建筑实践》2020年3月7期   作者:李强
[导读] 贺州市城市投资大厦综合业务用房工程建筑外立面采用悬边凹凸间隔异形全玻幕墙结构

        摘要:贺州市城市投资大厦综合业务用房工程建筑外立面采用悬边凹凸间隔异形全玻幕墙结构。该幕墙板块构造特殊、结构复杂、板块竖向有内凹台阶、玻璃飞边,给施工带来极大困难。本文通过研究施工工法,对幕墙关键施工技术的运用进行分析,为高层幕墙施工提供可参考施工方法。
        关键词:高层建筑;单元式隐框全玻凹凸幕墙;幕墙施工

前言
        由于玻璃幕墙拥有良好的性能和装饰效应,所以在现代化建筑中得到了非常广泛的应用。就其性能来讲,玻璃幕墙的保温效果好,重量相对较轻,隔热性能好,隔声效果好以及能够有效地控制光照等。在日常生活中,随处可以看到玻璃幕墙的使用。除了作为建筑材料之外,也是家居商业的重要的装饰物,可以说是实现了实用与艺术效果的完美结合。
        最近几年,在传统的平面幕墙的基础上发展形成了异形结构玻璃幕墙。关于异形结构玻璃幕墙的理论和实践都得到了很大的发展和运用。异形结构玻璃幕墙具有更加强悍的艺术表现力,许多城市新建地标性建筑均采用异形全玻幕墙,取得了良好的外观效果。但在同时,异形结构的玻璃幕墙建造也相对较难,对施工工艺和施工质量的要求相对较高。在建造异形玻璃幕墙的过程中,为了实现其艺术表现力,需要采取超常规的施工工法,才能得到设计效果。
1项目概况
        贺州市城市投资大厦综合业务用房项目(以下简称“本项目”)位于贺州市城东新区太白路,总用地面27000m2,总建筑面积约110649.19㎡,地下部分建筑面积19135.56㎡,地下一层。拟建建筑主要由高层办公楼和商业裙楼组成,高层办公楼A座、B座26F位于场地南侧,高度99.9m,商业裙楼C座、D座4F布置于场地北侧,高度20m。项目玻璃幕墙采用low-e中空玻璃、铝合金窗框骨架,总建筑面积达100 000m2,体量较大。项目采用的幕墙系统主要是单元式全玻隐框幕墙,立面采取凹凸立体效果,形成竖向悬边弯折型单元幕墙。
2系统介绍
2.1玻璃幕墙介绍
    常见的玻璃幕墙有3种。一种是组合式玻璃幕墙,其特点是将金属框架和玻璃幕墙面板相结合。这种幕墙在出场时便已经组合好,只需要在施工现场完成安装即可。这种幕墙主要适合高层建筑。第二种形式是组件式玻璃幕墙。这种玻璃幕墙是使用最为广泛的玻璃幕墙。其特点是施工工艺相对成熟,施工方案也比较灵活多变。第三种形式是点支式玻璃幕墙,这种玻璃幕墙的特点是组合方式多种多样,呈现效果良好,具有非常不错的视觉效果。这种玻璃幕墙稳定性好,外形美观,精巧,常常用于全景形式,能够实现内外空间一体化,此外由于他的结构形式丰富多样,因此能够给以设计师充分发挥想象的空间,打造不一样的视觉效果。
2.2玻璃幕墙系统
         (1)分布:位于建筑各立面三角形造型。
         (2)主材:面板采用8mm+1.52PVB+8mm钢化夹胶玻璃;玻璃幕墙依附于幕墙龙骨上;幕墙主龙骨采用120*120*5mm镀锌钢方管;支撑骨架采用60*60*4mm镀锌方管,80*60*4mm厚镀锌方管及60*60*4mm镀锌方管;钢材表面处理为热镀锌处理。
2.3铝板线条系统
         (1)分布:位于建筑裙楼各立面。
         (2)主材:面板采用1.5mm厚铝板装饰线条,室外面表面处理均为氟碳喷涂;截面尺寸为50mm*100mm。
3工程特点
        (1)整个幕墙的支撑系统是基于三角形钢结构单元组成的。各个不同的线条形成了独立的单元,由方管钢结构所承受。
        (2)施工的安全防护难度较大。由于施工时构件处于倾斜的位置,需要进行吊装等悬空作业,因此在配置相关的防护措施时难度较大.
        (3)测量定位难度大。受结构高度,以及安装误差等影响,在测量控制点的准确位置和安装校正龙骨位置时均有难度。
4施工工艺及流程

图1  施工工艺流程图
4.1测量放线
         幕墙分格依据土建主体结构施工预留的基准线进行测量放线。根据施工方案,本项目主龙骨预埋建随主体施工时同步预埋。因此需要先对轴线,标高数据进行复核。对测量的数据及时记录,一旦偏差超过或者接近规范值,必须采取必要措施进行调整。以控制点为基础确定幕墙的平面及立面分格,找出幕墙龙骨安装主控制线,水平线要逐层从底层引到幕墙深化设计要求的主龙骨顶部。在测量控制网基础上严格细部分格,避免产生累计误差。
4.2骨架的拼装焊接



图2  钢骨架三维效果图
(3)焊接相应要求
         根据图纸分别焊接相应单元钢构件,注意焊接时的施工质量控制,由于本工程焊缝均为三级焊缝,在焊接定位焊焊缝时需要避开焊缝的起始,拐角和结束的位置。禁止在焊接区以外的母材上进行焊接操作,焊接完成时,需要将弧坑填满。定位焊焊缝有裂纹、气孔、夹渣等缺陷时,必须清除后重新焊接。焊接完成后及时进行防腐除锈,刷红丹两道、银粉漆一道。同时为保证拼接安装质量,焊接过程中注意钢骨架垂直度的控制,特别是多个杆件交汇于同一点时,会产生较高的焊接残余应力,避免此节点多次焊接导致应力集中等情况,不宜采用连续施焊的情况,建议采用对边焊的方法,减少骨架的变形。
         焊接完成后复核骨架尺寸,进行预拼装,方便骨架的调整及修改;
(4)拼装吊装
1)安装顺序
         吊装采用分段吊装的方法,安装顺序先安装单元1,再安装单元2,最后安装单元3固定,为了减小施工的误差,需要精确地进行钢结构的安装,在安装过程中,由于套芯留有一定的调整余地,同时结合部位之间留有间隙,因此可以充分利用上述调整空间对钢结构进行较为精确的安装。首先将在加工区域焊接完成的钢结构单元运至现场,根据幕墙完成面,现场搭设落地式脚手架,由于安装顺序从下往上安装,每安装1层钢结构单元,脚手架相应升高1层,由于落地式脚手架无法与钢结构骨架进行加固处理,需要0-6m的高度在脚手架外侧再搭设一双排脚手架,并与施工脚手架相连接进行加固处理,防止脚手架的倾覆。在搭设脚手架的过程中,应注意对骨架的保护,同时避免交叉施工。

图3  脚手架搭设施工现场
         钢结构单元的吊装,最大吊装重量为1.17吨,最大提升高度为25米,现场采用1台35吨汽车吊,钢结构单元的拼装主要控制安装时的精度,上下立柱间的垂直度偏差需要控制,误差累计会影响后续玻璃的安装工作,在现场施工时,拼装定位后吊线测量控制误差,固定牢固后再进行下一单元的吊装拼装。现场施工时保证上下垂直度偏差小于10mm,相邻上下单元之间的垂直度偏差控制在5mm以内; 钢结构骨架拼装完成后报监理、甲方验收,验收合格后进入下一道工序的施工。
(5)玻璃的安装固定
         由于两侧相邻的玻璃无法同时安装,玻璃转角拼接部位间的安装固定单靠转角玻璃压块也无法实施,现场为方便玻璃的安装采用了以下方法,
         玻璃上高度方向安装两个副框,一个为定位副框,一个为固定副框,如下图所示:


         由于拼接安装无法同时进行,在安装玻璃幕墙时,借助汽车吊将定位副框固定在120*120*5钢管内侧,起临时固定作用,安装完成一侧玻璃后,玻璃一层一层进行安装,相邻一侧玻璃幕墙安装时同样借助施工机械将定位副框定在120*120*5钢管内侧,全部安装完成后,相邻两侧的玻璃缝隙中,在调整好玻璃板块的位置后要及时对其位置进行固定。隐框处主要是用压块固定。上压块时要注意钻孔、手电钻钻头不得大于?4.2,螺栓采用5x20 不锈钢机械螺栓压块间距不大于250mm,夹胶玻璃为250mm,上压块时要上正压紧,杜绝松动现象。用转角压块将固定副框固定牢固,不产生松动,即可安装完成玻璃。在将玻璃板块调整安装好以后便可以开始注胶清洗工作。首先是在玻璃板块之间注入密封胶,从而能够有效地防止雨水和空气渗透进入玻璃板块之中。操作的过程如下:(1)填塞垫杆:根据注胶缝的大小选择合适的垫杆,之后将垫杆填塞到注胶缝中。需要注意的是应该保持垫杆与注胶缝之间有足够强的摩擦力,防止垫杆滑落。在进行填塞操作之后,垫杆会凸出玻璃表面大约4mm的距离。(2)清洁注胶缝。注胶之前首先需要对注胶缝进行清理,清除表面的灰尘和污渍。清洁剂可以选择二甲苯。用干净不脱毛的清洁布蘸取二甲苯在注胶前的半小内将注胶缝清理干净。(3)粘贴美纹纸。(4)注胶:在清理完注胶缝的半小时内应该赶快进行注胶工作,如果超过半个小时没有进行注胶,需要重新清理注胶缝(5)刮胶:注胶结束后需要将多余的密封胶刮掉,刮胶要始终保持在同一方向,需要注意刮胶的动作应该尽可能快,否则密封胶干燥以后将很难进行操作。

结语
         通过本次施工,笔者认为在异形特殊玻璃安装过程中,方案的选择及节点的优化安装是大型异形玻璃幕墙施工的关键,现场人员应根据现场施工实际制定相应的施工计划合理编排,制定不同的吊装方案进行比对及选择,从中挑选出最优方案,并且深化设计细部节点的安装,设计人员应充分考虑施工难度,施工单位应在设计的基础上,制定详尽的施工方案,优化细部节点,以便于异形玻璃的安装,满足用户对于幕墙玻璃工业性能和艺术美观上的要求。

参考文献:
[1]王海辰.西安地区公共建筑中玻璃幕墙的节能分析与研究[D].西安建筑科技大学,2015.
[2]王丽.玻璃幕墙的技术特征及其表现力研究[D].浙江大学,2017.
[3]曾赛丽.玻璃幕墙的抗风性能和安全评估方法研究[D].湖南大学,2018.
[4]李彦彦.双层呼吸式玻璃幕墙的建筑环境特性研究[D].河北工程大学,2016.
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