直紋漸變扭曲玻璃幕墻設(shè)計(jì)與施工

梁宏琨

摘 要：隨著我國(guó)建筑行業(yè)快速發(fā)展，直紋漸變扭曲玻璃幕墻結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用在建筑項(xiàng)目中。應(yīng)用直紋漸變扭曲玻璃幕墻時(shí)，對(duì)技術(shù)、設(shè)計(jì)、施工等多方面會(huì)提出更高的要求，施工難度增加。本文通過結(jié)合實(shí)例對(duì)直紋漸變扭曲玻璃幕墻設(shè)計(jì)與施工進(jìn)行分析，B市A商業(yè)廣場(chǎng)玻璃幕墻使用的鋼鋁組合結(jié)構(gòu)形式，利用平板玻璃的平面對(duì)直紋漸變扭曲外觀造型進(jìn)行擬合與實(shí)現(xiàn)。在分格部分利用豎向的鋁合金裝飾線使?jié)u變曲度獲得緩解。之后采用三維模型，進(jìn)行了空間的定位與下料操作，使用總成安裝技術(shù)安裝了整體的裝飾線，充分滿足人們對(duì)建筑物外觀的要求，從而加強(qiáng)建筑美觀性，減少施工成本與時(shí)間。

關(guān)鍵詞：直紋漸變扭曲；玻璃幕墻；設(shè)計(jì)與施工；總成安裝技術(shù)

1 工程實(shí)例概況闡述

B市A商業(yè)廣場(chǎng)地上建筑面積為164000m2，其中包含餐飲區(qū)、辦公區(qū)、超市等共同組成。A商業(yè)廣場(chǎng)的建筑形體較為復(fù)雜，外形錯(cuò)落有致，具備豐富的層次感，由圓弧面與直紋曲面共同組成。

2 直紋漸變扭曲玻璃幕墻設(shè)計(jì)方案

2.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

A商業(yè)廣場(chǎng)中的直紋漸變扭曲玻璃幕墻曲面的曲率呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)化的特征，與平面之間存在的夾角也是以動(dòng)態(tài)形式存在的。由于每一根幕墻立柱的長(zhǎng)度、與水平面之間形成的夾角為動(dòng)態(tài)性，因此需要對(duì)每一個(gè)幕墻板塊與構(gòu)件進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)、全面設(shè)計(jì)，才能確保精度符合相關(guān)要求與標(biāo)準(zhǔn)，增強(qiáng)建筑整體的美觀性與藝術(shù)性。A商業(yè)廣場(chǎng)直紋漸變扭曲玻璃幕墻使用的玻璃板塊規(guī)格為：每一個(gè)基礎(chǔ)分格的尺寸是1450mmx2850mm[1]，若僅使用鋁合結(jié)構(gòu)無法滿足建筑造型要求與分格等相關(guān)要求。

在對(duì)A商業(yè)廣場(chǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，使用了鋁包鋼組合的設(shè)計(jì)方式，其中鋼型材作為建筑的整體主要受力結(jié)構(gòu)，可以將鋁型材當(dāng)做次結(jié)構(gòu)與裝飾面進(jìn)行使用，通過將鋼結(jié)構(gòu)立柱長(zhǎng)度與安裝角度進(jìn)行逐步調(diào)整，還要對(duì)橫向玻璃槽位置與安裝角度進(jìn)行調(diào)整，從而使橫梁達(dá)到合理的錯(cuò)位程度，從而在外觀上展示出直紋漸變扭曲的視覺效果，還可以充分滿足玻璃面板的分格要求。在設(shè)計(jì)力學(xué)的計(jì)算模型中，鋁包鋼的組合方式會(huì)對(duì)壓力進(jìn)行全面承受，對(duì)于鋁型材方面，其只發(fā)揮了美觀性與裝飾性作用。本工程使用的立柱與橫梁鋼構(gòu)件都使用了Q345B材料，使用鋁單板包飾設(shè)計(jì)對(duì)建筑外表面進(jìn)行裝飾，從而將鋁合金型材裝飾效果充分發(fā)揮，還擁有極高的鋼材強(qiáng)度。

2.2 玻璃面板選擇方案

為了使玻璃幕墻展示出曲面效果，會(huì)利用玻璃熱彎法。主要是將玻璃進(jìn)行加工，將其彎曲成玻璃幕墻需要的形狀，在加工支撐框架時(shí)，依然采用了拉彎加工的方式，將其轉(zhuǎn)換為合理的弧形。利用玻璃熱彎法進(jìn)行加工的主要優(yōu)勢(shì)是可以確保相鄰的幕墻板塊可以自然過渡，增強(qiáng)曲面整體外形的流暢性與美觀性。但這種加工辦法的缺點(diǎn)為加工過程較為復(fù)雜，由于曲面玻璃的形狀并不規(guī)則，在對(duì)每一片弧形玻璃進(jìn)行加工的過程中都需要制作對(duì)應(yīng)的熱彎模具，延長(zhǎng)了加工的周期，增加了難度，還會(huì)花費(fèi)較高的成本。將鋁型材或鋼型材拉彎成弧形的過程中，也會(huì)花費(fèi)較長(zhǎng)的加工時(shí)間與成本，也無法輕易控制彎弧操作的精確性。因此可以使用折線擬合圓弧法，可以使用平板玻璃進(jìn)行加工，將其擬合成幕墻的曲面，即使是相鄰幕墻面板間的角度，也可以將其控制在合理范圍內(nèi)。相比于熱彎玻璃來說，平板玻璃擬合幕墻曲面效果稍差些，但不會(huì)對(duì)建筑的整體造型與美觀性造成過大影響。在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，可以構(gòu)建三維的建筑結(jié)構(gòu)模型，使平面與曲面四個(gè)角間的距離最短，平面擬合直紋漸變扭曲面，之后利用平板玻璃對(duì)直紋漸變扭曲進(jìn)行模擬。結(jié)合結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果與安全性等相關(guān)因素，A商業(yè)廣場(chǎng)使用了9mm+12A+9mm+1.62PVB+9mm[2]型號(hào)的中空夾膠鋼化玻璃制作直紋漸變扭曲玻璃幕墻。利用平板玻璃擬合曲面的方法，可以降低設(shè)計(jì)工作的難度，縮短鋁型材與鋼型材的加工時(shí)間，減少工程成本，還可以加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的管理有序性，提升施工效率。

2.3 裝飾線設(shè)計(jì)方案

A商業(yè)廣場(chǎng)直紋漸變扭曲玻璃幕墻使用的折線擬合曲面并不是字面意義上的曲面，而是近似為曲面形狀的曲面，其在橫向的漸變部分還會(huì)包括一定的曲度存在。直紋漸變扭曲里面可以利用豎向的裝飾線將其分格，從而可以達(dá)到降低橫向漸變曲度的目的。A商業(yè)廣場(chǎng)使用了鋁合金裝飾線對(duì)直紋漸變扭曲玻璃幕墻進(jìn)行處理，形成多種型材的組合體建筑，建筑的外觀尺寸是260mm×470mm。

3 直紋漸變扭曲玻璃幕墻施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 施工測(cè)量放線技術(shù)

在對(duì)直紋漸變扭曲玻璃幕墻進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，要構(gòu)建三維建筑模型，主要用來模擬支撐鋼結(jié)構(gòu)與幕墻結(jié)構(gòu)，還會(huì)將模型中支撐鋼結(jié)構(gòu)與幕墻鋼結(jié)構(gòu)的預(yù)埋件等相關(guān)構(gòu)件進(jìn)行編號(hào)，通過三維模型的展示，找到建筑中每個(gè)樓層的預(yù)埋件中心部分、構(gòu)件位置的起始坐標(biāo)與構(gòu)件長(zhǎng)度。在對(duì)直紋漸變扭曲玻璃幕墻進(jìn)行定位的過程中，需要將空間的三維模型作為基礎(chǔ)將其進(jìn)行控制，在施工過程中，要充分明確建筑整體結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)度與情況，還有其實(shí)際的建設(shè)情況是否與三維模型結(jié)構(gòu)圖紙內(nèi)容相符，之后對(duì)三維模型合理調(diào)整，從而準(zhǔn)確定位直紋漸變扭曲玻璃幕墻。

由于直紋漸變扭曲玻璃幕墻的整體造型與施工過程的動(dòng)態(tài)情況，在施工時(shí)需要將每一幅幕墻立柱全面編號(hào)，將特征變化的交接部分作為基礎(chǔ)，對(duì)安裝施工更好地控制。通過獲取三維建模的坐標(biāo)相關(guān)數(shù)據(jù)，成立一套完善、全面的全站儀實(shí)時(shí)測(cè)繪系統(tǒng)，確定每一根立柱的定位面、尺寸，為幕墻的安裝施工提供全面的數(shù)據(jù)。

3.2 玻璃面板校核技術(shù)

將三維模型中的數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，對(duì)玻璃板塊與裝飾鋁單板下料進(jìn)行確定，這樣可以加強(qiáng)施工效率，增強(qiáng)校核工作的效果，還可以為施工工期的預(yù)判與控制提供保障。

3.3 玻璃幕墻安裝技術(shù)

直紋漸變扭曲玻璃幕墻立柱與橫梁部分都采用了鋁包鋼式進(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)具備復(fù)雜性，從而導(dǎo)致立柱的定位無規(guī)律可遵循，只能利用復(fù)核之后立柱定位圖中的坐標(biāo)。在安裝過程中要將測(cè)量放線上下定位坐標(biāo)點(diǎn)與中心作為基礎(chǔ)，合理設(shè)置位置，在確保沒有錯(cuò)誤后，連接預(yù)埋件并固定、安裝橫梁。在安裝玻璃幕墻的邊槽時(shí)，要將放線定位的位置作為基礎(chǔ)，還要確保玻璃左右部分的墊塊寬度與槽口相同。

3.4 裝飾面、裝飾線安裝技術(shù)

使用總成安裝技術(shù)對(duì)裝飾面、裝飾線進(jìn)行安裝。在工廠完成鋁合金裝飾線的安裝，在對(duì)其表面進(jìn)行全面的防護(hù)之后，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)再進(jìn)行安裝。與此同時(shí)，要確保鋁單板飾面與鋁合金裝飾線同步進(jìn)行安裝。要全面覆蓋封頂板，預(yù)留走水坡位置，之后使用鋼龍骨將其固定。在安裝時(shí)，要確保裝飾面板的平整性，使膠縫的寬窄度相同，控制在約為5mm的寬度[3]，使用顏色類似的耐候膠進(jìn)行裝飾，之后將膠縫刮平整。

4 結(jié)語

相比于普通的玻璃幕墻，直紋漸變扭曲玻璃幕墻無論是設(shè)計(jì)還是施工都具備更高的難度與復(fù)雜性。因此要合理設(shè)計(jì)、嚴(yán)謹(jǐn)施工，才能將其優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮在建筑整體結(jié)構(gòu)中，增強(qiáng)建筑的美觀性與實(shí)用性。相信在廣大建筑設(shè)計(jì)師與企業(yè)的不斷努力下，使建筑的外觀更加美觀、獨(dú)特，建筑結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定、安全，從而促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳妮娜，戴潔.淺析超高層建筑直紋漸變扭曲玻璃幕墻設(shè)計(jì)與施工[J].門窗，2016（3）：20～21.

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[3] 高樹鵬.超高層建筑直紋漸變扭曲單元式幕墻的設(shè)計(jì)[J].建筑施工，2017（11）：1676～1677+1701.