反向支撑弧形菱形幕墙施工技术.pdf
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1、建筑施工第45卷第9期1757反向支撑弧形菱形幕墙施工技术李志强 廖万林 尹 俊中铁建工集团第五建设有限公司 广东 广州 511400摘要:通过对某火车站的幕墙技术阐述,详细分析了装饰幕墙与仿生结构融合的技术要素、实施途径与关键技术。工程实践表明,类似结构与装饰的融合设计,尤其是不同专业间的融合处理,需要在前期反复进行可行性分析与论证,综合考虑材料的工艺制作及偏差处理的可操作性。针对弧形幕墙的曲面效果,提出玻璃热弯法、折线拟合法、玻璃冷弯法3种方法,需综合考虑经济投入与效果。所述相关实施途径与关键技术可为类似工程提供参考。关键词:菱形幕墙;反向支撑;融合设计;施工技术中图分类号:TU755 文
2、献标志码:A 文章编号:1004-1001(2023)09-1757-03 DOI:10.14144/ki.jzsg.2023.09.008Construction Technology of Reverse Support Arc Rhombic Curtain WallLI Zhiqiang LIAO Wanlin YIN JunChina Railway Construction Group No.5 Construction Co.,Ltd.,Guangzhou 511400,Guangdong,ChinaAbstract:Through expounding the curtain
3、wall technology of a railway station,the technical elements,implementation approaches and key technologies of the integration of decorative curtain wall and bionic structure are analyzed in detail.Engineering practice shows that the integration design of similar structure and decoration,especially t
4、he integration treatment between different specialties,needs to repeatedly carry out feasibility analysis and demonstration in the early stage,and comprehensively consider the operability of material process and deviation treatment.In view of the curved surface effect of arc curtain wall,three metho
5、ds of glass hot bending,broken line fitting and glass cold bending are put forward,which need to consider the economic input and effect comprehensively.The related implementation approaches and key technologies can provide reference for similar projects.Keywords:rhombic curtain wall;reverse support;
6、integration design;construction technology与编织筒钢结构分离嵌合,幕墙系统以编织筒钢结构作为主承力支承点,沿编织筒主钢管杆件内侧点支反向连接(图1)。玻璃幕墙体系投影面积550 m2,采用812A 61.52PVB6钢化空心夹胶Low-E玻璃,空间造型为双曲面,玻璃最大扭曲在竖向上,上下扭曲距离180 mm,弧度最大12 mm/m。依据编织筒状钢结构的圆弧形及三向曲面特点,幕墙结构突破传统平直平面的特性,衔接主体结构贴合设计成反向支撑菱形结构。此结构利于展现主体结构“编织筒”的效果,幕墙结构与主体钢结构相辅相成,较好地展现了仿生设计特点,兼顾较好的视觉
7、观感。外立面采用菱形作为基本单元,通过重复的排列,创造持续变化的立面系统,形成良好的视觉效果。为增加与编织筒钢结构的协调性,菱形幕墙相交处顺从编织筒钢管件弧度,形成协调性强的幕墙线条。幕墙系统设计以编织筒结构作为主要的受力支撑点,借助主钢管结构依附于编织筒内侧,幕墙玻璃采用反向支撑设计,将玻璃体系设计于受力的主钢管结构和幕墙自身龙骨杆件中间,巧妙地将幕墙自身龙骨隐匿于室内和视野盲点范围内,如图2所示。仿生建筑设计目前越来越受到设计师的青睐,结构仿生设计、装修仿生设计、建构一体化等理念逐步出现。江门高铁站的进站口在结构上和装饰幕墙上均采用了仿生设计理念,结构如“编织筒”状、幕墙玻璃镶嵌其中,整体
8、形成结构与装饰幕墙融合的形态。因编织筒状结构先行施工,装饰幕墙需就结构偏差进行消解处理,同时为实现装饰幕墙与双曲编织筒结构的形状融合,幕墙需在龙骨制作、玻璃处理、节点连接方面进行特殊设计。为实现幕墙与结构的双曲线型融合,存在较高的技术难度1-5。1 菱形幕墙特征江门站建筑面积4万 m2,建筑高度31.7 m,包括编织筒及支承网架组合结构,编织筒钢结构呈圆形,上大下小,上部为由48片网壳形成的内嵌式网格,下部为由主管及支管各24根组成的编织筒骨架。围护结构为玻璃幕墙,作者简介:李志强(1991),男,本科,工程师。通信地址:广东省广州市番禺区番禺大道北555号29号楼(511400)。电子邮箱:
9、收稿日期:2023-06-12结构施工STRUCTURE CONSTRUCTION20239Building Construction1758 幕墙玻璃幕墙龙骨连接件室外主体钢结构钢管件 图1 编织筒与弧形幕墙结构体系 图2 幕墙结构构造设计节点2 技术难点1)完美地实现弧形幕墙的曲面系统是一大技术难点。编织筒状钢结构为双向变化体系,幕墙体系亦随之呈现横向弯曲变化、纵向弧形上挑,圆弧顺滑度误差在5 mm以内。要实现幕墙体系的弧形变化特征,贴合主体编织筒钢结构的变形角度,实现幕墙与结构的协调性,在曲面材料加工、龙骨弧形弯曲、节点连接等诸多方面需要予以技术研究。2)在幕墙深化过程和BIM模型构建中
10、,综合考虑幕墙分割裁剪、线性弧度等外观美学因素,将固定幕墙玻璃面板与编织筒钢结构支承支座垂直连接,以紧密贴合编织筒钢结构的弧形弯曲状态。由于幕墙的支承杆件支座直接焊接在主体编织筒钢结构上,编织筒钢结构的弧形控制误差将会对连接固定的支承杆件支座产生较大的影响。支承件支座安装过程中势必重新测量定位及调整,同时给支承杆支座的加工精度带来困难,再者支座的调整又将对菱形幕墙的整体线形、弧度、分割裁剪产生二次影响。因此,连接固定编织筒钢结构与玻璃幕墙面板的支承杆件支座的定位、加工的精度以及活动连接是本幕墙体系的最大技术难点。3)通常的点支承幕墙支承爪件是平面二维,适用于平面及角度变化不大的玻璃幕墙支承,而
11、本菱形幕墙体系为贴合编织筒钢构的屈曲形态,平面二维支承爪件显然无法满足其要求。相关支承爪件需考虑菱形弧形幕墙的变化角度,并避免支承爪件长度与角度不均匀而带来的对玻璃面板的附加应力,避免玻璃面板拉裂出现安全隐患。本菱形幕墙体系的又一特点及技术难点为上述的支承支座固定问题,如图3所示。另外,有部分玻璃贯穿结构杆件,该处玻璃的精准下料存在比较大的难度。3 技术要素与实现途径实现菱形弧形幕墙的技术要素有很多,比如龙骨、玻璃面板等原材料、安装设备工具的精度、方法的选择等。其实施途径多采用玻璃热弯法、折线法、玻璃冷弯法等几种曲面幕墙体系玻璃处理方法。玻璃热弯法和玻璃冷弯法是通过改变玻璃的平面特性来实现曲面
12、或弧形的成形;折线拟合法是通过化弧面为平面,最终通过若干细小平面拟合为曲面或弧面,此方式不改变空间形状,通过化繁为主结构万向夹具玻璃1玻璃2玻璃3玻璃4主次龙骨刚转接支座812A61.52PVB6钢化中空夹胶Low-E 玻璃图3 幕墙与钢结构的连接节点简、化整为零的方式来实现。1)玻璃热弯法,龙骨、玻璃在工厂热弯,现场安装。其主要做法是:主次龙骨深化,将深化加工图纸交给加工厂进行热弯加工,玻璃热加工采用专用模具制作设计造型,而后运到工地安装。2)折线拟合法,采用菱形玻璃折线拟合,其方法主要有:幕墙埋件设置在主体结构上,耳板采用焊接连接的方法;将玻璃尺寸深化,幕墙的曲面造型采用以折代曲的方式来实
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