双曲面玻璃幕墙设计及施工技术要点探讨

双曲面玻璃幕墙设计及施工技术要点探讨

刘文亚

广东世纪达建设集团有限公司

摘要：双曲面幕墙设计由于其具有较高的优越性，在建筑外观应用中越来越广泛。本文主要对双曲面玻璃幕墙设计及施工技术要点进行了探讨，以供同仁参考。

关键词：双曲面玻璃幕墙；设计与施工；技术要点

一、前言

玻璃幕墙作为一种新型的建筑外装饰的形式，由于其良好的通透性和较轻的重量，受到更多的建筑师的欢迎。其中双曲面幕墙近年来因其良好的通透性和美观的外观应用在越来越多的建筑中，但双曲面幕墙在实际的运用过程中还存在有些问题需要解决。因此，在设计和施工中必须掌握一些技术要点。下面就对双曲面玻璃幕墙设计及施工技术要点进行了探讨，以供同仁参考。

二、双曲面幕墙工程设计要点

（1）双曲面幕墙设计的方法。①设计预控法。采用此种方法设计双曲面时，应该对结构变形进行分析，从而计算出变形量，得出设计双曲面玻璃幕墙与屋面板的尺寸和变形位移量。②施工预调法。采用此种方法设计双曲面时，在正式施工前施工人员需要进行电子模拟施工分析以及计算施工变形，在施工的过程中跟踪监测钢结构以及幕墙安装，并且需要及时地反馈变形偏差值，合理地对结构和幕墙施工进行调控，最大限度地减少并消除施工变形偏差。③幕墙安装微调法。采用此种方法设计双曲面时，需要对结构加工安装产生的小量偏差变形，利用幕墙节点进行吸收消化。④施工终结吻合法。采用此种方法设计双曲面时，施工放线需要在建筑屋顶钢结构施工完成并卸载后再进行，尽可能地减少卸载对幕墙施工放线精确度的影响。

（2）双曲面幕墙设计技术难点。在进行双曲面幕墙工程设计时，要掌握设计技术难点，要注重曲面幕墙龙骨及转接件的设计。幕墙龙骨是幕墙的重要支撑体系，应采用钢龙骨，较之铝合金龙骨有良好的可弯曲性能，还有其方便的焊接连接性能，易起到结构连接作用，增加结构的整体性，提高建筑的牢固性。设计人员在设计中借助BIM软件，优化曲线龙骨的形状，使幕墙设计的曲面造型与实现情况相符。掌握设计技术难点，首先要选择具有针对性的模型来进行计算，避免在计算中使材料性能与安装过程时产生较大的误差。对计算模型进行有效的分析，降低调整力与变形间的差异；其次，控制预埋件误差。设计人员要结合曲面造型的的具体情况，提高预埋件的定位精确度。最后，用3D软件二次建模优化曲面幕墙龙骨网形态。为了提高建筑外观的美观性，设计中要保证构件达到规定的弯曲效果，这样在安装双曲面幕墙施工时，可以按照设计要求与步骤进行安装，为提高施工质量提供有力的保障。

（3）双曲面幕墙结构形式与材料设计。玻璃幕墙项目采用双曲面玻璃形式较为复杂。建筑物的中间部位，设置曲面钢结构组成由尺寸不同、规格不一样的支撑体系，空间上形成双曲面体型。设计采用专用的3D软件建模，准确的确定了曲面的位置及结构空间参数设置，保证所完成施工图纸设计及工艺精确程度。为了达到建筑设计所要得到的立面效果，设计中发明使用了新型节点处理方法来解决这一系列的技术难题，采用角度可自由调节的合页式龙骨底座来支撑双曲面玻璃幕墙，以适应双面幕墙、多个双曲面相交的交界处夹角的变化，在平面幕墙与曲面幕墙交接位置，即钢铝龙骨交接位置，要增加不小于10mm厚的热镀锌钢板插芯连接，同时注意两材料间增加防腐措施。考虑双曲热弯玻璃不能钢化，双曲部位选用双夹胶中空热弯玻璃和夹胶热弯玻璃，连接也采用了不锈钢夹板、压板，多途径的保证安全、稳定和可靠。

三、双曲面幕墙工程施工技术要点

（1）测量放线。依据幕墙分格大样图，结合土建总包单位给出的标高点、相关尺寸及轴线位置，使用重坠、钢丝线、测量器具及水平仪等在主体结构上定出幕墙完成面、立柱、横梁及转角等基准线，并用经纬仪进行校核。逐层放线，消除误差，使分格测量放线与主体结构测量控制线相吻合，并经过设计、监理人员同意后，适当调整幕墙轴线，使其符合幕墙的构造要求。

预埋铁件定位。预埋件的中心尺寸与幕墙立柱分格尺寸是相对应的，在土建施工时，根据幕墙分格尺寸将幕墙立柱的位置测定出来，依据图纸中预埋件的设计标高，将预埋件用钢丝固定在结构梁的钢筋上。

2）对照立柱放线。立柱中心线也是两个连接件之间的中线，故在安装时要注意控制连接件的位置，其偏差小于2mm。拉水平线控制水平高低及进深尺寸。虽然预埋时已调整水平高度，但由于施工误差影响，安装连接件时仍要拉水平线控制其水平及进深的位置以保证连接件的安装准确无误。在连接件三维空间定位确定准确后要进行连接件的临时固定。

3）立柱定位放线。①选择好关键层，将关键层清理干净，防止杂物对放线的影响，在关键层找到关键点并固定加固好此点，对此点用水准仪抄平，以便按需要找水平线。②为了保证立柱安装的误差在规定范围，在放线时还需要寻找一个辅助层打水平，以保证两点形成一根定位线，辅助层可以是一个或几个。

（2）转接件安装。①安装铁角码前要对已安装的连接件进行清理，若已有污染或腐蚀，要再进行防腐处理。②上道工序完成后，就要对铁码进行安装，铁角码应与预埋件焊接牢固。

（3）立柱安装。①拉水平线。合理科学的设置垂直基准线，每隔3层设置水平闭合线，并用水准仪复核调好。②建立幕墙基准平面。垂直基准线是沿立柱外侧的垂直线，垂直基准线与水平闭合线组成基准平面，立柱的外侧面与基准平面重合。③立柱安装。用螺栓将连接角码和连接芯套固定在立柱上，工人将立柱放置在要安装的位置旁边，竖起立柱，有连接角码的那一端在上，下端套进下层立柱顶部的芯套，连接件对准支座，预紧螺栓，调整立柱使立柱外侧面移至基准平面。

④测量误差。⑤用经纬仪检验。

（4）防火隔断板安装①整理防火槽。②安装④打防火密封胶。

（5）防火棉及保温棉安装。①防火棉应符合国家标准，选择干燥的晴天，将防火棉填满防火槽用镀锌钢板封闭密实，用螺钉牢靠固定。阴雨天气不能安装防火棉。②保温棉可安装在主体墙外侧，也可安装在幕墙框架内或直接附在玻璃背面，当保温棉独立安装时，应加设钢材加强筋，并用螺钉将玻璃棉与加强筋固定好，保温棉应在板块安装时同时安装，并采用措施，以避免被水淋湿，保温棉与框架周边的缝隙用胶带封闭。

玻璃板块安装。①玻璃板块应按编号放置在指定的楼层处，并作好保护措施，以防被其他专业的施工工人碰撞。②将玻璃板块抬至待安装处，根据设计要求将玻璃板块按室内侧、室外侧摆放正确。③玻璃板块初装完成后对板块进行调整，调整的标准即横平、竖直面平。④玻璃板块调整完成后马上要进行固定。⑤全过程进行质量控制，检查板块自身是否有问题、拼接缝大小是否符合设计要求。

（7）预埋件清理、检查、处理。根据放线尺寸检查预埋件数量及位置尺寸等，若发现预埋件遗漏或尺寸偏差严重的应经设计、业主、监理等有关方面共同研究，提出处理方案后进行补救处理。

（8）玻璃幕墙工程质量检验应按检验批分项工程和子分部工程的程序验收，检验批以500m2～1000m2划为一个检验批验收，验收应以符合《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ102-2003）的规定和上述两个标准为原则。

四、结语

总之，随着我国现在的建筑行业不断发展，对玻璃幕墙设计的质量也提出了较高的要求，科技水平的提高促进了建筑结构形式的变化，玻璃幕墙的施工技术也要随之不断完善。因此，我们必须掌握玻璃幕墙设计与施工技术要点，从而提高玻璃幕墙有设计和施工质量。

参考文献：

[1]周晓峰.支承在弹性边界上的双曲面单层索网玻璃幕墙设计与施工[J].空间结构，2011（4）：58.

[2]邓柏祥.点支式双曲面玻璃幕墙施工方法[J].中华民居，2014（6）：114.