劉霞
(山東意匠建筑設計有限公司,濟南250000)
玻璃面板、點支撐裝置以及點支撐結構共同構成了點支式玻璃幕墻的主要部位。借由金屬連接件以及緊固件的幫助,把建筑玻璃同金屬或玻璃等其他材質(zhì)的支撐結構連接為一個整體的新型組合式建筑結構。點支式玻璃幕墻需要進行的施工步驟有:現(xiàn)場施工準備,現(xiàn)場測量放線,埋件檢測以及預埋件,連接構件安裝,鋼架或柱子等豎向構件的安裝,橫梁安裝,駁接系統(tǒng)安裝固定,安裝玻璃等一系列復雜過程。
點支式玻璃幕墻的承頭分為沉頭和浮頭2種形態(tài)。邊接件沉入玻璃的表面之內(nèi),因此被稱為沉頭式,它具有不易被積灰污染表層且表層平整的優(yōu)點。但施工條件苛刻且技術復雜,要求玻璃厚度≥1cm時才可以鉆錐形孔洞。如果玻璃種類是夾膠玻璃,為了能夠?qū)嵤┏令^式安裝會將本來已經(jīng)足夠的玻璃厚度強行加厚,這樣會產(chǎn)生因兩塊玻璃厚度差距過大發(fā)生皸裂的現(xiàn)象。
浮頭式支點是金屬外板凸出玻璃平面外5~6mm。浮頭式支點不需要鉆錐形孔洞,因而對于玻璃的厚度并無特殊要求。
對于中空玻璃的支承點形式則有2種選擇:一種是直接可以連接內(nèi)外2塊玻璃的支承頭通過2塊玻璃的形式;另一種方法則是支承頭僅連接內(nèi)側玻璃而利用膠黏結外側玻璃【1】。
連接鋼爪位于玻璃同受力框架中間的位置起到連接作用。連接鋼爪的一端利用爪點和玻璃實現(xiàn)固接,另一端則是用于和受力框架焊接。連接鋼爪起到類似于梁的傳遞受力的作用。
同機械制造不同的是,鋼結構的加工制造在生產(chǎn)管理上幾乎完全依靠人工監(jiān)管,其中,包括校驗圖紙、檢查加工流程、監(jiān)督制作工藝等。這樣會出現(xiàn)紕漏和管理混亂的現(xiàn)象,進而出現(xiàn)一些人為造成的差錯。人工無法時刻跟蹤材料供應、機器正常運作、工人加工水平等這些影響鋼結構生產(chǎn)質(zhì)量的現(xiàn)實因素。這樣的成本花費較高并且不能達到預期滿意的效果。這就需要鋼結構制造企業(yè)建立一套系統(tǒng)化、智能化的生產(chǎn)管理系統(tǒng)。BIM技術可以為鋼結構生產(chǎn)企業(yè)提供信息化生產(chǎn)需要的基礎數(shù)據(jù);BIM軟件記錄儲存鋼結構加工生產(chǎn)每道工序所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息,使得相應的信息資料能夠在機器的操作終端中順利讀??;可以避免傳統(tǒng)企業(yè)生產(chǎn)指令逐級傳達出現(xiàn)延誤的情況。針對點支式玻璃幕墻的鋼結構構成提出了4點要求:一是鋼結構中的拼接單元節(jié)點偏差≤2mm;二是鋼結構的長度存在的偏差值要保持在1/2 000;三是鋼結構垂直度偏差應該為1/1 200,絕對誤差值要大于5mm;四是駁接件水平間距偏值要保持在1.5mm上下,水平高度偏差值保持在1.5mm左右,相鄰駁接件水平度允許偏差±1.5mm,同層高度內(nèi)駁接件允許出現(xiàn)高差,允許偏差1/1 000。
3.2.1 測量放線
點支式玻璃幕墻的定位放線部分主要有:鋼結構支承、玻璃肋支撐、索桿結構支承、建筑主體支承4個部分。以建筑物的軸線標高控制線、點,測設慕墻支撐結構的安裝控制線的位置。依據(jù)設計樣圖以及測設控制線定位鋼構件和索桿體系的固定位置。事先在地面墻體測量設置點線,利用經(jīng)緯儀或激光鉛垂儀引出垂直控制線,支撐結構固定點安裝位置線和中心控制線。
3.2.2 校對核準預埋件和安裝后置埋件
點支式玻璃幕墻的支撐結構在進行安裝前要依據(jù)各個控制線、標高控制線、中線的相關設定標準對預埋件進行檢驗和核實。選擇化學錨栓固定的方式作為后置埋件,盡量避免使用膨脹螺栓。在進行拉拔力實驗時要做好相關的準備工作。
1)應該注意玻璃面板的設計。在設計玻璃面板時需要注意使用浮頭式連接的玻璃厚度不能小于6mm。如果使用沉頭式連接的玻璃,那么厚度不能小于8mm。如果玻璃的撓度或者是強度在荷載作用下不能滿足規(guī)范,可以通過增加玻璃的厚度來實現(xiàn)要求。舉一個例子,比方說,一個2 000mm×1 500mm板塊的中空玻璃,使用的是堅朗公司250系列的爪件。計算發(fā)現(xiàn)玻璃的撓度無法滿足實際需求。只需要通過改變玻璃的厚度配置就可以滿足要求了。增加厚度配置,只需要每平方米增加20元,如果改變爪件的話,每平方米需要增加80元。增加厚度要比增大爪件更能降低成本。
2)單索設計當中應該注意到的問題。設計的幕墻,高度如果小于15m,就可以只設定1個縱向索,不去設定橫向索,北京的京劇院就是這樣做的。就目前來說,高度大于15m,還不設定橫向索的工程,目前還未發(fā)現(xiàn)。玻璃幕墻在設定縱向以及橫向索時,比較短的一個索一定是粗索。據(jù)實驗可知,如果長索是短索的2倍以上的話,那么短索所需要承受的荷載力為70%以上。拉索的兩端必須要和一個非移動的主體連接在一起。因為拉索能夠抵抗荷載力是通過施加預緊力,如果他的支座發(fā)生移動的話,那么他的預緊力也會改變,也就不存在什么受力體系了。比方說,如果想要在2棟大樓之間設置1個具有橫向拉索的幕墻。很明顯,這樣的幕墻是不可能實現(xiàn)的【2】。
3)點支式玻璃設計。進行點支式玻璃幕墻設計時,盡量不要使用六點支撐以及八點支撐。因為六點支撐或八點支撐,在安裝過程中很難調(diào)成同一個平面,所以在安裝完成后,玻璃內(nèi)部會產(chǎn)生翹曲應力,為使用埋下了安全隱患。另外,玻璃在荷載的作用下,其跨中力量是非常大的。而六點和八點的支撐設計,受力最大的位置正好開了孔,所以就會降低荷載能力,很容易在使用過程中受到破壞。
4)三角桁架設計要點。設計三角桁架時,其夾角盡量設置在15°左右,因為在15°時受力以及外室效果都是比較適中的。在夾角位置盡量設置1個轉(zhuǎn)換管,避免因夾角問題而對玻璃造成損傷。當三角桁架的高度高于6m時,應該在三角桁架的背面設置1個橫向的穩(wěn)定支承。三角桁架的鋼管外直徑不應該大于壁厚的50倍。其支管的外直徑也不能夠比主管外直徑小。鋼管的壁厚不應該小于4mm。三角桁架的表面需要進行防銹處理,一般選擇噴涂氟碳。
5)魚腹桁架設計。魚腹桁架的弦高是整體跨度的1/12~1/15。當魚腹桁架的高度大于6m時,應該在背部設置1個橫向的穩(wěn)定支承,選擇穩(wěn)定支承的方法是比較多的,可以設定1個單管,也可以設定拉索或拉桿。
建筑物本身所處的環(huán)境及建筑物類型按照國家的相關標準進行設計。作為現(xiàn)代建筑的代表和建筑的外露結構要保證點支式玻璃幕墻的設計美感。在施工中注意保持定位點的準確和各個連接點的緊密連接,打膠作業(yè)時則要在保證密封性的同時保持整體美感。