雙向扭曲面變曲率玻璃幕墻定位工藝淺析

孫鈺林 丁家偉 公丕龍

摘? ? 要：隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展以及城市的不斷擴(kuò)建，裝飾裝修工程的問題逐漸被人們所關(guān)注，尤其是一些設(shè)計理念前衛(wèi)、形象美觀的異性建筑走入人們的視線，本文就幕墻裝飾過程中對雙向扭曲面變曲率玻璃幕墻結(jié)構(gòu)的定位方法及工藝進(jìn)行剖析，為科學(xué)合理的裝修提供理論基礎(chǔ)，能夠推動建筑裝飾行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：異性建筑;雙向扭曲面;玻璃幕墻

1? 引言

隨著時代的進(jìn)步、科技的發(fā)展，大眾的審美觀念已發(fā)生完全改觀。大型公共建筑傳統(tǒng)的規(guī)規(guī)矩矩的外幕墻造型已不能獲得大眾青睞，相反，幕墻設(shè)計正在向著曲線、曲面、雙曲面、甚至多曲面方向發(fā)展，于此同時幕墻施工工藝也必須獲得同等的技術(shù)改進(jìn)，它在幕墻裝飾過程中顯得尤為重要。

2? 簡介

雙向扭曲面變曲率玻璃幕墻適用于各種球面、雙曲面、雙向扭轉(zhuǎn)曲面變曲率等曲面玻璃幕墻工程安裝施工，尤其適用于不規(guī)則、變曲率曲面玻璃幕墻的施工。使用“兩點一線、兩層控制”雙向彎曲龍骨定位技術(shù)，配合Rhino模型及全站儀實不規(guī)則彎曲龍骨的精確定位通，過三維模型進(jìn)行放樣，指導(dǎo)材料加工，實行材料計劃100%工廠加工開發(fā)新型簡易測量工具，并進(jìn)行龍骨安裝及玻璃尺寸校核，保證龍骨、面材的安裝精準(zhǔn)度。

3? 工藝原理

引入BIM技術(shù)，通過建立、調(diào)整幕墻三維模型，指導(dǎo)現(xiàn)場施工。通過對結(jié)構(gòu)復(fù)測，將主體結(jié)構(gòu)特征坐標(biāo)點數(shù)據(jù)輸入Rhino三維模型中，對雙向扭曲面變曲率玻璃幕墻進(jìn)行微調(diào)，降低異形玻璃及曲面玻璃的級別，實現(xiàn)復(fù)雜曲面向簡單曲面的轉(zhuǎn)換;通過三維模型分析各個復(fù)雜安裝節(jié)點，實現(xiàn)對復(fù)雜龍骨節(jié)點、玻璃安裝節(jié)點的施工指導(dǎo)。

運用“兩點一線、兩層控制”雙向扭曲龍骨定位技術(shù)。從Rhino三維模型提取幕墻特征點及龍骨特征點坐標(biāo)，運用“兩點一線、兩層控制”技術(shù)配合全站儀進(jìn)行放線，實現(xiàn)對變曲率曲面玻璃幕墻中不平行三維空間龍骨的精確定位。

通過Rhino的曲面造型優(yōu)勢進(jìn)行雙向彎曲龍骨及異型變曲率玻璃的材料計劃編制，并用來指導(dǎo)材料加工，提高幕墻構(gòu)件精度。

4? 定位流程

由幕墻設(shè)計師根據(jù)模型草圖、建筑施工圖進(jìn)行三維模型的深化：添加主體結(jié)構(gòu)樓板、混凝土邊梁等主體結(jié)構(gòu)信息，明確模型中板塊分格。

根據(jù)已完成模型，提取出幕墻各陰陽角、平立面轉(zhuǎn)折點等特征點的坐標(biāo)值，并通過對別幕墻節(jié)點圖，反推出主體結(jié)構(gòu)各特征點的理論值。

4.1? 結(jié)構(gòu)復(fù)測

為減少因主體結(jié)構(gòu)施工偏差而引起的幕墻施工偏差，提前預(yù)見并處理可能的發(fā)生的幕墻施工偏差，需對主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行復(fù)測。復(fù)測內(nèi)容包括層高、轉(zhuǎn)折點平面坐標(biāo)等。

以主體結(jié)構(gòu)施工圖、幕墻建筑平面圖為依據(jù)，以從模型中選取的特征點為目標(biāo)，通過全站儀對主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行復(fù)測并統(tǒng)計各特征點的主體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。

4.2? 幕墻外殼三維模型建調(diào)整

將結(jié)構(gòu)復(fù)測獲得的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)折點數(shù)據(jù)導(dǎo)入到Rhino等三維模型中并針對以下內(nèi)容進(jìn)行檢查：

（1）檢查理論數(shù)據(jù)與復(fù)測數(shù)據(jù)的差值。

（2）現(xiàn)場實際結(jié)構(gòu)情況與三維模型中通過幕墻外殼反推的主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行平面位置偏差對比。

（3）現(xiàn)場實際結(jié)構(gòu)情況與三維模型中通過幕墻外殼反推的主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行立面位置偏差對比。

（4）現(xiàn)場實際結(jié)構(gòu)情況與三維模型中通過幕墻外殼進(jìn)行操作空間偏差對比。

通過以上內(nèi)容的檢查，在不改變整體外立面效果的前提下，對現(xiàn)場主體結(jié)構(gòu)與三維模型不符合的點進(jìn)行調(diào)整。

通過模型調(diào)整，盡量達(dá)到以下效果：

（1）幕墻龍骨結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相符，不需要切割龍骨或?qū)χ黧w結(jié)構(gòu)進(jìn)行剔鑿調(diào)整。

（2）幕墻分格盡可能的滿足現(xiàn)場主體結(jié)構(gòu)層高，同時玻璃板塊規(guī)格種類盡可能的少。

（3）幕墻與主體結(jié)構(gòu)件保證安全及可操作空間的情況下，距離盡可能的小。

4.3? 三維模型確認(rèn)、幕墻各構(gòu)件生成

根據(jù)已調(diào)整完成的三維模型，運用三維軟件自身技術(shù)能力，生成幕墻各種構(gòu)件;主要明確以下內(nèi)容：

（1）幕墻龍骨與主體結(jié)構(gòu)間位置關(guān)系：明確埋件位置、轉(zhuǎn)接件長度、可操作空間。

（2）幕墻曲面交接劇烈處龍骨間位置關(guān)系：龍骨間相互關(guān)系，安裝節(jié)點、龍骨安裝順序。

（3）幕墻曲面交接劇烈處玻璃間位置關(guān)系：玻璃種類、玻璃固定方式、陰陽角玻璃安裝固定節(jié)點及安裝順序。

通過構(gòu)件生成，預(yù)見并明確各個幕墻施工節(jié)點施工內(nèi)容。

4.4? 分析施工可行性

三維建筑模型細(xì)化完成后，由項目總工組織技術(shù)、施工、設(shè)計、材料、商務(wù)等項目管理人員以及勞務(wù)隊班組長、技術(shù)骨干等施工人員召開施工技術(shù)討論會。

會議過程針對轉(zhuǎn)接件安裝、交叉龍骨焊接、錯位龍骨安裝、異形玻璃固定等主要節(jié)點，逐條分析施工可行性、施工質(zhì)量保證情況、施工難易程度、施工缺陷等，做到在項目管理層面以及施工層面，從上而下的技術(shù)確認(rèn)與工藝統(tǒng)一。

同時，對施工方案的操作安全程度、經(jīng)濟(jì)狀況進(jìn)行討論，探討降低施工成本的可能性。在開始施工前盡量形成技術(shù)、商務(wù)、安全、質(zhì)量等各方面都認(rèn)可的施工工藝。

4.5? 三維建筑模型的利用

提取龍骨數(shù)據(jù)、獲取龍骨定位坐標(biāo)：模型確認(rèn)后，在樓層標(biāo)高位置（結(jié)構(gòu)標(biāo)高位置）切割幕墻三維模型，取得截面圖;在CAD中將幕墻輪廓線內(nèi)偏移2次，以偏移距離500mm左右為宜（偏移線需落在結(jié)構(gòu)面上，且總偏移距離控制在1000mm左右為宜，便于控制精度）;最后沿幕墻分格分別繪制各幕墻分格點處的垂線，此線計為龍骨中心線。取得中心線與內(nèi)偏移線坐標(biāo)，備用。

提取彎曲玻璃加工計劃：選取已經(jīng)生成的玻璃板塊模型，根據(jù)玻璃配置以及與玻璃加工廠溝通的結(jié)果繪制玻璃加工圖。

4.6? 三維測量放線

根據(jù)三維模型提供數(shù)據(jù)在現(xiàn)場放樣1000mm水平線、幕墻輪廓內(nèi)縮1000mm線和幕墻輪廓內(nèi)縮500mm線的控制點。

在每層的最外圍主體結(jié)構(gòu)柱放樣1000mm水平標(biāo)高線線，并做好水準(zhǔn)標(biāo)記，確定樓板±0平面;

在樓板±0平面上，根據(jù)三維模型及CAD提供的龍骨數(shù)據(jù)，利用全站儀沿幕墻縫垂直方向，離玻璃完成面線1000mm和500mm處定點A1～Ax和點B1～Bx。

將Ax與Bx連線，既為豎龍骨中心線，通過幕墻施工節(jié)點中玻璃厚度、豎龍骨厚度，可以推導(dǎo)出豎龍骨邊緣與Bx點的距離。

根據(jù)測量放線后確定的錨固位置，校測預(yù)埋件位置并做好檢查記錄。對漏放的埋件及偏位的埋件采用化學(xué)毛雙固定后置埋件方式補全。對預(yù)埋件被混凝土覆蓋的進(jìn)行剔除覆蓋層處理，并將生銹預(yù)的埋件進(jìn)行打磨。

5? 結(jié)束語

此項工藝解決了變曲率雙曲面玻璃幕墻施工精準(zhǔn)度不易控制難題，提高了施工效率， 科學(xué)的施工工藝有效的減少了施工人員的投入，節(jié)省了人力、縮短了工期設(shè)計、計劃、施工三階段嚴(yán)格的三維定位，提高了幕墻構(gòu)件安裝精度，保證施工質(zhì)量。