探析空间曲面钢结构及幕墙施工

探析空间曲面钢结构及幕墙施工

发表时间：2016-10-12T15:44:50.700Z 来源：《低碳地产》2016年第7期作者：宝金良[导读] 钢结构玻璃幕墙还具有十分开阔的视野。这些特点使得钢结构玻璃幕墙成为现在最受欢迎的建筑外墙结构。

哈尔滨工业大学空间钢结构幕墙有限公司

【摘要】随着社会的发展，建筑行业正处于飞速发展中，建筑的风格也发生了很大的变化，其中玻璃幕墙正变得越来越流行，空间曲面幕墙这一概念正深入建筑师心中，这种幕墙无论从形式还是材质上都突破了以往的传统幕墙，给人带来一种新的视觉冲击。本文将结合工程实例，对空间曲面钢结构及幕墙施工进行分析研究。

【关键词】空间曲面；钢结构；幕墙；施工改革开放以来，我国社会以及经济有了巨大的飞跃，城市化进程有条不紊的推进中，建筑行业遇到了从未有过的发展机遇，随着各种建筑工程在全国各地不断建设完成，建筑施工材料随着相关科技的发展也得以不断更新，同时建筑施工技术也有了长足的发展。其中，钢结构玻璃幕墙就是最近应用较为广发的一种新型建筑外墙结构，能够起到美观以及节能的作用。在玻璃幕墙的施工过程中通过利用钢结构点支承完成相关的施工流程，不仅能够是建筑外观更加具有现代感，还能够有效降低施工难度，简化施工环节，除此之外，钢结构玻璃幕墙还具有十分开阔的视野。这些特点使得钢结构玻璃幕墙成为现在最受欢迎的建筑外墙结构。

1 工程概况

某市大型综合体建筑，工程分为写字楼、酒店、住宅公寓以及商业广场，总建筑面积超过42万㎡，其中该工程中西侧的酒店建筑外墙结构采用了钢结构玻璃幕墙。

2 空间曲面幕墙的设计思路

空间曲面幕墙的设计中一般采用三角形单元板块，这主要是由于其他工程中常用的四边形板块不符合空间曲面幕墙的建筑特点。四边形板块很在空间曲面中划出四点共面的情况，因此相邻的板块就不能形成良好的密封性，具有一定的缝隙；而三角形板块就完美的解决了这一难题，因此在考虑到空间曲面幕墙的施工质量的前提下，该工程应采用三角形单元板块。3空间曲面幕墙的施工技术要求

本工程钢结构骨架是一个不规则的空间网架结构，钢架间拼接成三角形，钢架之间采用焊接方式连接。该幕墙纵向水平管总长度53.856m，总重1.164t。

4 空间曲面钢结构施工

4.1空间网架的制作

在具体的现场施工前，施工人员需要全面掌握施工图纸设计要求，了解整个工程的施工目的以及要达到的效果，按照图纸的设计要求设计并生产出符合设计规范的空间网架。

4.2预埋件的安装

本工程为保证幕墙与主体结构可靠连接，在主体结构边梁的侧面预留预埋件，空间钢结构网架与预埋件焊接连接，这样幕墙与主体结构之间保证了连接的可靠性，因预埋件安装在结构的边梁侧面，故结构边梁施工的精确度也直接影响着后期幕墙的安装效果，结构在施工放线期间，现场采用全站仪放线定位，模板铺设完成后，进行边线复测，若存在偏差及时调整，待数据误差在允许范围内，再进行模板的固定，钢筋绑扎及混凝土的浇筑，混凝土浇筑成型后，对边线进行复测，将复测的数据以及结构平面图返给幕墙设计单位，进行幕墙的图纸深化。

4.3测量放线

将建筑师提供并经相关单位审批完成的三维CAD的管网结构模型通过专业计算机软件分解为二维标准三视图，标注每根水平管的坐标参数，为保证所有点位的精确度，利用全站仪进行空间定位，建立平面控制网和高程控制网，并进行每个点的定位测量，测量完成后将每层横向圆管放置定位点处，再进行复测，坐标参数无误后再开始焊接作业。该钢结构骨架是一个不规则的空间网架结构，钢结构每圈通过焊接方式连接，形成一个闭合的圈，也就是幕墙的一个垂直分格。在高度方向上呈多排X形连接钢构件组成。在标高方向以水平半径（X形连接构件的外侧中心点到圆心的距离，每一水平半径的中心垂直投影在标高±0.000平面重合于一点）向上逐渐缩小，底部半径最大，顶部半径最小二最佳的测量方案是以中心为整个建筑物的控制依据，将全站仪安置于中心，按建筑物图纸的各个X形处连接构件的内侧中心点的理论三维坐标（x，y，z值是相对于建筑标高±0.000平面的中心为坐标原点的数值）对其进行放线并误差控制。

钢结构安装完成（或部分完成）后，开始钢结构的焊接，待焊接完成后，利用全站仪，在X形处连接钢构件的室外侧中心点贴反射片，测量中心点的三维坐标，利用三维坐标点进行整体建模并进行玻璃下单。在进行测量前，被测量部分钢结构的变形要基本稳定，否则测量数据就不可用于玻璃下单。

4.4龙骨的连接

空间网架制作安装完成后，对空间网架进行复测，将实际数据记录，再进行龙骨的放样，龙骨的放样要与网架结合，龙骨与网架的连接采用螺栓连接，因网架为圆弧形网架，而龙骨为分段的直线段，这样就会出现龙骨与网架之间产生夹缝，为防止此夹缝造成空间网架与龙骨产生错位、滑移及变形，在此夹缝处塞一小块橡胶片，此外，因网架的材质为钢材质，而龙骨的材质为铝材质，故此橡胶片可以解决两种材质以后会产生静电，对钢材造成氧化。

4.5对拼角拼缝误差的控制

在施工过程中，为保证拼角拼缝误差在允许范围之内，采取以下措施：待钢网架安装完成、变形基本稳定后，现场实测玻璃尺寸进行玻璃下单。以尽量保证相邻玻璃板块接缝对齐，进而保证拼缝的施工质量能够达到立面效果的要求。

5 空间曲面幕墙安装特点

采用小单元块并做成隐框造型具有以下有点5.1幕墙后期维护方便快捷

该工程采用了室外固定的方法，可以直接在室外进行相关的更换工作，避免了室内维修，从而节省了维修时间和成本。

5.2质量易控制

单元构件是按照建造要求进行设计的，可以在工厂大规模加工生产，由于采用了标准化生产模式，使得构件的加工精度更高，质量有所保证。

5.3施工速度块

现场的施工主要是定位安装，而其中耗时较多的环节都是预先组装完成的，因此节省大量的时间，同时安装采用了机械设备进行施工作业，效率大大提升，极大的缩短了施工周期，节省了建筑成本。

6 三角形幕墙单元板块的安装

玻璃板块是由车间加工，加工之前对图纸中每一个个单元板块进行编号，加工成型后的板块也须进行编号，且编号与图纸编号相同，严禁将尺寸相同的板块编为同号，然后在工地安装。安装时，每个板块必须对号安装，以保证安装的精度和质量。施工过程中，相关的施工人员一定要按照设计的要求并结合施工现场的实际状况进行施工作业，对于施工材料要严格检查，防止损坏的玻璃板块混入其中，同时要对玻璃板块的尺寸进行复核，防止施工中采用到变形的玻璃板块，影响到施工质量。在安装完成之后，要对整个工程按照国家相关规定进行施工验收，检查的主要内容有：板块是否有突起、破裂等现象；胶缝是否符合设计要求；室内铝材间的接口是否符合要求等，验收是整个工程中至关重要的环节，一定要严格进行，遇到相关的质量问题要及时指出并改正。

7结束语

玻璃幕墙是目前十分常见的建筑外墙结构，采用玻璃幕墙的建筑物在外观和性能上相较于传统的建筑都有了极大的提升，因此，我们要加大对空间曲面钢结构和幕墙的研究，发展出更为先进的施工技术，为建筑业的发展提供帮助。参考文献：

[1]李铁军.大型弧形曲面幕墙安装施工技术及质量控制分析探讨[J].中外建筑.2010（06）

[2]黄小坤，赵西安，刘军进，刘刚.我国建筑幕墙技术30年发展[J].建筑科学.2013（11）

[3]赵西安.建筑的时尚装点谈我国幕墙技术的发展[J].中国建筑金属结构.2012（02）