吊挂式全玻璃幕墙设计与施工探讨

吊挂式全玻璃幕墙设计与施工探讨

赵大存

深圳金粤幕墙装饰工程有限公司广东.深圳518029

摘要：玻璃幕墙日新月异地发展，各种复杂结构形式的玻璃幕墙崭露头角。本文从吊挂式全玻璃幕墙施工的过程出发，采用相关的工艺程序，突破吊挂式全玻璃幕墙施工的种种限制。对相关的设计及关键工艺程序的施工方法进行探究，为同类的吊挂式玻璃幕墙工程施工提供重要的借鉴。

关键词：吊挂式；全玻璃幕墙；设计；施工方法

一、引言

自20世纪90年代中期至今，随着我国经济的高速发展，建筑业和幕墙业的发展也是突飞猛进，80年代中期从有框玻璃幕墙到隐框玻璃幕墙，单元式玻璃幕墙，还有铝板、石材幕墙等等，几乎哪里有高层哪里就有各种幕墙，高层建筑中气派的门厅及大型多功能展厅也不断的增多，需要采光效果好的吊挂式全玻璃幕墙逐渐增多起来，吊挂式玻璃幕墙是一种悬挂在建筑物主体结构框架上的外墙围护结构。玻璃的受力点在玻璃的上方，通过上部的钢片、吊夹将玻璃自身的重量传递给上部结构，通过肋玻承受巨大的风荷载作用，玻璃肋板也采用吊挂支承，幕墙玻璃重量都由上部结构梁承载因此幕墙玻璃自然垂直，板面平整，反射映像真实，更重要的是在地震或大风冲击下，整幅玻璃在一定限度内作弹性变形，避免应力集中造成玻璃破裂。每块玻璃与玻璃之间的接缝和连接多用耐候型硅酮结构胶处理，目前吊挂玻璃幕墙的高度可做到12米。

二、工程特点

本工程吊挂以及附带装饰白钢式玻璃幕墙一层大堂，大堂玻璃设计为曲直线相结合的方式组成，考虑外形的均匀美观，以及海外项目对材料运输的限制，对本工程的玻璃幕墙进行如下分格：圆弧部分R1300弧度为1350mm的分格左右各8片，大门两侧玻璃为1200mm到1400mm的玻璃共14片，门头玻璃1200mm玻璃8片。采用8mm半钢化高透明玻璃+1.9mmPVB+8mm半钢化高透明厚玻璃，尤其是8片圆弧玻璃，加工、运输、安装都是极大难度的。

三、吊挂式全玻璃幕墙设计

幕墙作为建筑物的外围护构件，主要承受自重，直接作用于其上的风荷载和地震作用，以及温度作用，因此要求幕墙必须安全可靠。对于竖直的建筑幕墙，风荷载是主要作用，其数值可达2.0～5.0kN/m2，使玻璃产生很大的弯曲力。而建筑幕墙自重较轻，即使按最大地震作用系数考虑，也不过0.1～0.3kN/m2，远小于风力，因此对幕墙构件本身而言，抗风压是主要的考虑因素。地震是动力作用，对连接节点会产生较大的影响，使连接发生震害甚至使建筑幕墙脱落、倒坍，所以在构造上须予以加强。在对超大玻璃的板面进行设计时，主要以刚度与强度为主，并依据《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003的规定进行相关的计算。

四、吊挂式全玻璃幕墙的施工准备

1、技术上的准备

在进行幕墙施工之前,需要有一些准备工作,而这些工作需要技术上的支持。首先要进行现场勘测。测量工程土建结构尺寸,同时手机现场土建的相关资料。因在土建施工时可能会有一些变动,因此不必刻意追求实际尺寸与理想方案相吻合。在进行现场量测之后,就可以绘制可行的幕墙分隔图,包括在大门出入口处需制作自动的推拉门,并与全玻门相配合,使得玻璃幕墙在门上、门边都有可靠的收口。

技术准备为全玻幕墙方案的设定以及施工过程的进展提供了有利的帮助。在对玻璃幕墙设计分隔时,不仅要考虑其美观、整齐,同时还应注意适当减少玻璃的规格型号。因各建筑的室外设计各式各样,没有统一,对室外精装以及外侧的吊挂玻璃等项目,应当更加关注总体的施工进度及顺序,以防止因其他室外设施而影响到玻璃幕墙的安装。在正式施工前,注意清理好现场,以保证施工车辆的通畅行走。

2、材料和相关配件的准备

俗话说巧妇难为无米之炊。材料的齐全是保证施工效率和施工质量的重要保障,不管是何种形式的幕墙施工工程。在保证材料量足的基础上要保证材料质量的提高,例如玻璃的尺寸规格是否正确,金属构件的材质是否符合要求,玻璃吊装和运输机械的运行性能如何等等。

在施工过程中,由于不同的施工程序对搭建的脚手架的规定也是不一的。脚手架是幕墙施工的主要工具。但是本项目由于赶工期进度的要求以及窄小无足够的场地搭设脚手架以及主体结构外无场地停靠大型设备的实际情况，外加室内外消防管道、室内空调管道、强弱电的铺设、室内吊顶的安装以及其他室内精装工作的交叉进行，限制了这部分工作只能使用剪刀升降机以及摇臂升降机来进行玻璃幕墙的安装工作。

图1剪刀升降机和摇臂升降机

五、吊挂式全玻璃幕墙结构安装

全玻璃幕墙按结构的安装顺序如下：剪刀升降机和摇臂升降机进场→测量放线→后置埋件安装→上部承重结构以及玻璃吊装码件安装→玻璃下部和侧边边槽安装→装饰白钢龙骨安装→玻璃面板安装→装饰白钢板安装→注胶→表面清洁。

1、测量放线根据幕墙定位轴线对主体结构轴线进行复核，确保吊挂式全玻幕墙与主体结构轴线平行。在确定上部钢架承重结构中心轴线基础上确定玻璃边槽的中心轴线。对实际放线与设计图纸之间的误差，可通过适当调节缝隙宽度和玻璃边槽定位进行消化。

2、上部承重结构安装

结合现场条件、结构特性及吊装运输条件决定选用地面制作整体吊装或分段吊装后焊接的方案进行施工（本工程选用的为分段吊装后焊接的方案吊装）。

3、下部和侧边边框安装

要按照放线定位和设计标高，安装5#热镀锌槽钢，利用M12×130喜利得锚栓固定，表面和焊缝刷防锈漆并将下部边框内的灰土清理干净。在每块玻璃的下部位置放置不少于2块氯丁橡胶垫块，垫块宽度同槽口宽度，厚度不小于10mm，长度不小于100mm。

六、超大玻璃的运输

超大玻璃由于其尺寸比较大，在运输与搬运的过程中应做好充分的保护。做好现场搬运与安装中的管理工作，选用合适的器械进行吊运，减少或者避免出现二次搬运。选择比较合适的供货时间，减少大玻璃的堆放时间，避免施工现场人员的破坏。由于海外项目集装箱海运的局限性，在设计过程中已经跟建筑师沟通了玻璃尺寸受限的问题，施工中我们根据玻璃尺寸，使用全包木箱的方式海运，然后再倒转现场的方式进行，圆弧玻璃有额外支撑。

图2海运装箱包装

七、吊挂式全玻璃幕墙玻璃吊装

1、玻璃吊装

玻璃是幕墙结构的重要组成部分，由于其易碎、易刮伤的特性，要求安装时及吊装玻璃时应采用专用的吊装机具。1）大型玻璃的安装是一项十分细致、精确的整体组织施工。施工前要检查每个工位的人员到位，各种机具工具是否齐全正常，安全措施是否可靠。高空作业的工具和零件要有工具包并可靠放置，防止物件坠落伤人或击破玻璃。待一切检查完毕后方可吊装玻璃。2）复检玻璃的质量，尤其要注意玻璃有无裂纹和崩边，吊夹铜片位置是否正确用干布将玻璃的表面浮灰抹净，用记号笔标注玻璃的中心位置。玻璃的标签在内或外侧是否符合图纸要求。3）使用安装、转运平台钢架移动准备吊装玻璃到合适位置，检查上结构吊点是否可以安全使用并安装倒链设备。4)玻璃吸盘，安装电动吸盘机，电动吸盘机必须定位，左右对称，且略偏玻璃中心上方，使起吊后的玻璃不会左右偏斜，也不会发生转动。4)试起吊。电动吸盘机定位后必须先将玻璃试起吊，将玻璃吊起2~3cm，以检查各个吸盘是否都牢固吸附玻璃。5)在玻璃适当位置安装手动吸盘、拉缆绳索和侧边保护胶套。玻璃上的手动吸盘可使在玻璃就位时，在不同高度工位的工人都能用手协助玻璃就位，拉缆绳索是为了玻璃在起吊、旋转、就位时，工人能控制玻璃的摆动，防止玻璃因风力和吊车转动发生失控。考虑到大玻璃安装过程的安全性，玻璃吊装过程中一定要使用防止玻璃坠落的二次保护装置，避免在玻璃安装过程中电动玻璃吸盘丧失吸力后坠落而导致的伤害。6)在要安装玻璃处上下边框的内侧粘贴低发泡间隔方胶条，胶条的宽度与设计的胶缝宽度相同。粘贴胶条时要留出足够的注胶厚度。

2）上层工人要把握好玻璃，防止玻璃在升降移位时碰撞钢架。待下层各工位工人都能把握住手动吸盘后，可将拼缝一侧的保护胶套摘去。利用倒链将玻璃继续徐徐吊高，使玻璃下端超出下部边框少许。此时，下部工人要及时将玻璃轻轻拉/推入槽口，侧面并用木板隔挡，防止与相邻玻璃碰撞。另外，有工人用木板依靠玻璃下端，或者在玻璃侧面角部固定泡沫条或者胶垫块，保证在倒链慢慢下放玻璃进入到底框槽口时，避免玻璃下端与金属槽口磕碰。

3)玻璃定位。

安装好玻璃吊夹具，吊杆螺栓应放置在标注的钢横梁上的定位位置。反复调节吊杆螺栓，使玻璃提升和正确就位并充分固定玻璃。第一块玻璃就位后要检查玻璃的定位是否准确以及侧边的垂直度，以后就位的玻璃也需检查与已就位好的玻璃上下缝隙是否相等，适当的调整玻璃位置在允许的公差范围内，且符合设计外观要求。

4)安装上部外金属夹扣后，填塞上、下边框外部槽口内的泡沫塑料圆条，临时固定好已经安装完成的玻璃，防止玻璃内外摇摆从而造成的玻璃损坏。完成后效果如图5所示。

图5完成效果图

八、注密封胶

结构硅酮密封胶必须在产品有效期内使用，耐候硅酮嵌缝胶的施工厚度应介于3.5～4.5mm之间，胶缝的宽度通过设计计算确定，最小宽度为6mm，常用宽度为8mm，对受风荷载较大或地震设防要求较高时，可采用10mm或12mm。

九、结束语

总之，全玻璃幕墙设计与施工技术不仅具有通用性也具有个别性。在吊挂式全玻璃幕墙施工技术中，要注意寻找恰当的玻璃吊装工具，并且做好相关规划。

保障每个环节都能顺利进行。人身安全是第一，在安全的工作环境中尽量把高质量、高效率、美观及经济这些优点联系起来，为同类的工程提供重要的借鉴。

参考文献：

[1]JGJ102-2003，玻璃幕墙工程技术规范[S].

[2]戴克任，莫志兵.高层建筑的玻璃幕墙设计与质量要求[J].中华民居，2013，（6）.

[3]周博，王全凤.高层建筑转换层结构的研究现状及展望[J].福建建筑，2010，（1）.

[4]JGJT139-2001玻璃幕墙工程质量检验标准[S]