框架式幕墻龍骨單元裝配式施工技術研究

【摘要】經過對現有裝配式建造方法的審視，研究深入剖析了框架式幕墻龍骨單元的預制施工技術?？紤]幕墻龍骨單元在設計上的特殊需求與獨特性質，文中呈現了一個全面的設計方案，并對其結構進行了細致的分析。基于此，研究確立了一個明確的預制施工流程，并提出了一系列有效的品質控制策略和措施，以保證施工過程的連貫性和工程質量的高標準。最終，研究歸納出框架式幕墻龍骨單元在預制建造中的關鍵技術和管理重點，這對于促進建筑行業(yè)工業(yè)化進程和提升工程項目效率具有參考價值。

【關鍵詞】裝配式施工技術；框架式幕墻；龍骨單元設計；施工工藝

【中圖分類號】TU767 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-6028（2024）09-0170-03

0 引言

隨著建筑行業(yè)向工業(yè)化方向邁進，裝配式建筑技術作為創(chuàng)新的施工模式，正逐漸受到業(yè)內外的廣泛關注。本文通過梳理現有的預制建筑技術，深入探討了框架式幕墻龍骨單元的預制建造技術。針對幕墻龍骨單元的設計需求與特點，提出了一套全面的設計解決方案，并對其施工過程進行了細致分析?；诖?，制定了明確的組裝施工流程，并提出有效的質量控制方法及措施，以確保施工過程的穩(wěn)定性和工程質量。

1 工程概念概述

1.1 框架式幕墻龍骨單元的設計與制造

框架式幕墻龍骨單元的設計是整個施工過程的基礎，它在整個幕墻系統(tǒng)中起著至關重要的作用。設計時需要考慮幕墻的結構形式、材料性能、連接方式等因素，以確保幕墻的安全性、穩(wěn)定性和美觀性。常見的龍骨單元主要有鋁合金型材和鋼制型材兩種。鋁合金型材有輕質、高強度、耐腐蝕等優(yōu)點，適用于高層建筑和大跨度幕墻系統(tǒng)。而鋼制型材因其較高的強度和剛度，適用于重載和抗震要求較高的建筑。根據實際工程需求，可以通過材料的力學性能、耐候性能、成本等因素進行綜合比較，選擇最適宜的材料[1]。此外，龍骨單元的截面形狀、尺寸和壁厚等參數也需要根據設計要求進行合理選擇。截面形狀的選擇應考慮幕墻的受力特點和安裝要求，常見的截面形狀有矩形、圓形、橢圓形等。尺寸的選擇應根據幕墻的跨度、高度和荷載等因素進行計算，確保龍骨單元的承載能力和穩(wěn)定性。壁厚的選擇應根據材料的強度和剛度要求進行確定，同時考慮幕墻的保溫性能和隔音性能。常見的連接方式有焊接、螺栓連接和鉚接等。焊接連接具有強度高、密封性好等優(yōu)點，適用于大型幕墻系統(tǒng)。螺栓連接具有安裝方便、可拆卸性強等特點，適用于需要頻繁更換或維修的幕墻系統(tǒng)。鉚接連接適用于鋁合金型材等輕型材料的連接，具有較好的抗風壓性能[2]。

框架式幕墻龍骨單元的制造通常采用工廠化生產的方式。工廠化生產可以保證龍骨單元的質量穩(wěn)定，提高生產效率，降低生產成本。在生產過程中，需要對龍骨單元進行嚴格的質量檢驗，確保其符合設計要求和相關標準?？蚣苁侥粔埞菃卧谶\輸過程中需要注意保護，避免碰撞、擠壓等損害。在施工現場，龍骨單元需要進行合理儲存，防止受潮、生銹等問題。

1.2 裝配式施工技術

裝配式施工技術是一種通過工廠預制構件、現場裝配成型的建筑方法。與傳統(tǒng)的現澆施工相比，裝配式技術能夠顯著提高施工效率，減少工地現場作業(yè)的勞動強度和環(huán)境污染。這種技術的核心在于通過工廠化生產，將建筑的梁、柱、墻板等構件預先制造好，然后運送到施工現場進行裝配，從而實現標準化、模塊化的建造過程。裝配式施工技術不僅能縮短建設周期，還能提高建筑質量，減少材料浪費和工程造價。此外，裝配式建筑在施工過程中產生的噪聲和粉塵較少，符合綠色建筑的發(fā)展理念，有助于實現建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。隨著建筑行業(yè)對綠色、環(huán)保、節(jié)能要求不斷提升，裝配式施工技術得到了廣泛應用，尤其在住宅、商業(yè)建筑、公共設施等領域，展現出巨大的發(fā)展?jié)摿3]。

2 框架式幕墻龍骨單元設計與構造

2.1 框架式幕墻龍骨單元設計要求

1）結構穩(wěn)定性。框架式幕墻龍骨單元在設計時，必須確保其結構穩(wěn)定性能夠承受外部風壓和自重荷載。為此，應采用鋼鋁合金等高強度材料，設計合理的截面結構，以確保龍骨單元在使用壽命內不會發(fā)生變形或破損。

2）裝配性?？蚣苁侥粔埞菃卧谠O計時還需考慮其裝配性，既便于施工現場的裝配和拆卸。在設計過程中，需要合理安排龍骨單元的連接結構，并確保連接點的精準度和穩(wěn)固性，從而保證整體施工效率和質量[4]。

3）防水性能。設計中需充分考慮框架式幕墻龍骨單元的防水性能。應選用高質量的密封膠條和防水涂料，同時在連接處采用有效的防水措施，以確保整體幕墻系統(tǒng)在惡劣天氣條件下能夠有效阻擋雨水滲透。

4）美觀性。設計要求還需要充分考慮框架式幕墻龍骨單元的美觀性。設計應考慮與建筑整體風格的協(xié)調性，合理選用顏色和表面處理工藝，使幕墻系統(tǒng)呈現出良好的外觀效果。

通過對以上設計要求的充分考慮，可以確?？蚣苁侥粔埞菃卧谘b配式施工中能夠實現穩(wěn)定、高效、美觀的施工效果，從而推動建筑工程的工業(yè)化進程，提高工程項目的整體效率和質量。幕墻主龍骨的安裝如圖1所示。

2.2 框架式幕墻龍骨單元構造方案

在框架式幕墻龍骨單元設計和構造中，為了滿足安全性、穩(wěn)定性和施工效率，需要對構造方案進行詳細分析。如圖2所示，針對龍骨單元的構造特點和負荷條件，確定使用特定型號和規(guī)格的鋁型材，以確保其承載能力和抗風壓性能。同時，通過有限元分析和計算，確定龍骨懸挑長度、截面形狀和壁厚，以滿足設計要求并優(yōu)化結構性能。其次，針對連接件的設計，采用優(yōu)化的連接方案，確保連接牢固、耐久、可靠。在龍骨單元的節(jié)點部位，采用角碼和鋁合金角折板連接方式，通過預制孔位和螺栓連接方式，提高構件的拼裝效率和連接剛度。同時，結合現代焊接技術，采用氬弧焊和激光焊接，實現龍骨單元構件的高效連接和密封。

對于幕墻龍骨單元的密封和隔熱層材料，選擇性能優(yōu)異的硅酮密封膠和高性能隔熱材料，可有效確保密封和隔熱性能[5]。在構造方案分析中，還需要考慮施工工藝和裝配效率，采用預加工技術和模塊化設計，減少施工現場加工量，提高施工質量和效率。

3 施工過程與質量控制

裝配式施工工藝流程需要進行龍骨和幕墻板的預裝配，確保構件的精準度和質量。①確定預制部件的尺寸和數量，以及安裝的位置和順序。②進行龍骨和幕墻板的吊裝及固定，采用專業(yè)設備進行安全可靠操作。③進行幕墻龍骨單元的整體調整和對齊，確保構件與建筑結構的精準契合。④進行單元之間的連接和密封處理，保障整體幕墻的水密性和結構穩(wěn)定性。

安裝前需要對龍骨單元進行全面檢查，包括其尺寸、形狀、材質等是否符合設計要求，是否有破損或變形等問題。同時，還需要對安裝工具和設備進行檢查，確保其完好無損，能夠正常使用。安裝時需要按照設計圖紙和施工方案要求，確定龍骨單元的位置和方向，這需要精確地測量和定位，不能有任何的偏差。同時，還需要考慮建筑的結構和功能，以及周圍環(huán)境的影響，確保幕墻的安裝效果既美觀又實用。一般情況下，框架式幕墻的龍骨單元主要通過焊接或螺栓連接，無論采用哪種連接方式都需要確保連接牢固，不能有任何的松動或脫落。同時，還需要注意連接處的密封處理，防止雨水和風力的侵入。安裝過程中的安全防護也是不可忽視的，由于幕墻的安裝通常涉及高空作業(yè)，因此，必須采取有效的安全防護措施，避免高空作業(yè)事故的發(fā)生。這包括使用安全帶、安全網等防護設備，以及定期進行安全教育和培訓，增強工人的安全意識和操作技能。

4 應用案例

以超高層建筑的框架式幕墻龍骨單元裝配式施工為例，大廈總高度632 m，共121層，是一座集辦公、酒店、商業(yè)、觀光等功能于一體的超高層建筑。由于其獨特的螺旋式外形設計，幕墻系統(tǒng)的安裝成為項目的重大挑戰(zhàn)。幕墻龍骨安裝現場示意如圖3所示。

在大廈的建設中，采用超過12 000塊不同形狀和尺寸的幕墻單元。這些幕墻單元由工廠預制，每個單元的重量在800～1 200 kg，寬度為1.5～2.5 m，高度為3.5～4.5 m。預制完成后，這些單元被運輸到施工現場，并通過塔式起重機吊裝到相應的位置，再由工人進行精確定位和固定。這種施工方法不僅減少了現場的工作量，還極大地提高了安裝精度和速度。具體來說，框架式幕墻龍骨單元裝配式施工技術使得每層幕墻的安裝時間縮短了30%，從傳統(tǒng)的6 d/層縮減到4 d/層。此外，由于在工廠內進行預制，幕墻的質量得到了更好的控制，減少了現場二次加工的必要性，降低了因人為因素導致的質量問題。在節(jié)能環(huán)保方面，大廈的幕墻系統(tǒng)具有很高的保溫性能和氣密性，能夠有效減少建筑物的能耗。根據實際監(jiān)測數據，大廈的全年能耗相比同類傳統(tǒng)建筑降低了20%左右。這在一定程度上得益于框架式幕墻龍骨單元裝配式施工技術帶來的精密安裝和優(yōu)良密封性能。

5 結語

本文通過對框架式幕墻龍骨單元裝配式施工技術進行深入研究，總結出一套完善的設計方案和施工工藝流程，同時提出了有效的質量控制方法和措施。通過研究可以為推動建筑工業(yè)化和提高工程項目效率提供重要的理論和實踐支持。然而，研究在實踐過程中仍然存在一些不足之處。例如，盡管文中提出了一套清晰的裝配式施工工藝流程，但在實際應用中仍需不斷實踐和完善，以確保其在不同工程項目中的適用性和可操作性。本研究對幕墻龍骨單元的設計要求和特點進行了詳盡分析，但在實際工程中可能還存在一些特殊情況需要進一步研究和解決。

參考文獻

[1] 曾慶杰.框架式幕墻龍骨單元裝配式施工技術要點探討[J].工程建設與設計，2023（18）：193-195.

[2] 劉永華，孫浩，周鑫，等.框架式幕墻龍骨單元裝配式施工技術的應用[J].建筑施工，2021，43（2）：205-208.

[3] 段楊波，李建彬.裝配式幕墻綜合施工技術[J].居舍，2020（32）：31-32.

[4] 許光.特殊部位單元式幕墻施工技術研究[J].工程建設與設計，2019（8）：193-194.

[5] 張慰慈，史廣勇，齊昊楠，等.框架式幕墻龍骨單元裝配式施工技術研究[J].工程建設與設計，2022（17）：229-231.

[作者簡介]楊丁瑞（1987—），男，成都人，本科，工程師，研究方向：工程結構。