類雙層幕墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化與施工

葉建文?趙友浩

摘 要：建筑玻璃幕墻的建設(shè)整體的視覺(jué)藝術(shù)效果絕佳，經(jīng)常被用在地標(biāo)性建筑的建設(shè)中。但是進(jìn)行玻璃幕墻的建設(shè)時(shí)與以往的建設(shè)有著一定的差別，屬于不需要承重的建筑外部圍護(hù)系統(tǒng)，進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要注意對(duì)幕墻的實(shí)用性以及美觀性均要考慮到。雙層幕墻的應(yīng)用在視覺(jué)效果上有超越單層幕墻的效果?；诖?，本文將對(duì)某一項(xiàng)目建設(shè)項(xiàng)目為例，來(lái)進(jìn)行了設(shè)計(jì)上的優(yōu)化與施工要點(diǎn)探討。

關(guān)鍵詞：類雙層幕墻;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);施工

1 引言

此項(xiàng)目總建筑面積約為33.67萬(wàn)㎡。由東西兩個(gè)塔樓共同構(gòu)成， 21#樓建筑幕墻面積為23145m2，建筑的外型呈漸變式過(guò)渡。其中支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最高可用年限為50年，基本風(fēng)壓為0.452kN/平方米，抗震防裂等級(jí)為7級(jí)。本文將重點(diǎn)探究應(yīng)該如何在原有的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)上進(jìn)行幕墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工，通過(guò)將設(shè)計(jì)工序優(yōu)化，提升玻璃幕墻的整體質(zhì)量。

2 類雙層幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

雖然類雙層幕墻區(qū)域不在幕墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)，但是由于類雙層幕墻的設(shè)計(jì)對(duì)于幕墻的施工質(zhì)量和施工進(jìn)度有直接地影響。所以要想進(jìn)行幕墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化的設(shè)計(jì)施工，首先要將類雙層幕墻的施工進(jìn)行一定的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

首先計(jì)算類雙層幕墻的受力數(shù)值：為避免外層幕墻與內(nèi)層幕墻立柱在同一位置安裝時(shí)使用到同一塊埋板，所以，應(yīng)當(dāng)最先計(jì)算埋板支座的反力數(shù)值。安裝節(jié)點(diǎn)詳見(jiàn)圖1、圖2：本項(xiàng)目使用的支柱是長(zhǎng)方形鋁合金立柱，其中外層幕墻的鋁合金立柱的規(guī)格為：130×65×3mm，橫梁的尺寸為：65×65×2mm;內(nèi)層幕墻的鋁合金立柱的規(guī)格為：100×65×3mm，橫梁的尺寸為：65×60×2.5mm。最初的設(shè)計(jì)過(guò)程中。在造價(jià)時(shí)發(fā)現(xiàn)由于鋁合金型材尺寸過(guò)大，在運(yùn)輸時(shí)以及在加工時(shí)所需要的花費(fèi)的成本是較為高昂的[1]。因此，非常有必要針對(duì)這一環(huán)節(jié)做出相應(yīng)的優(yōu)化。通過(guò)對(duì)最初的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)原系統(tǒng)使用的簡(jiǎn)支單點(diǎn)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在應(yīng)用的過(guò)程中，并不合理。這樣也無(wú)法達(dá)到相應(yīng)的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，只有增加了立柱橫截面面積時(shí)，才可以滿足受力與計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)化后的立柱設(shè)計(jì)方案詳見(jiàn)圖3：

根據(jù)計(jì)算簡(jiǎn)圖對(duì)最終的立柱參數(shù)進(jìn)行了確定：主建筑物結(jié)構(gòu)梁的高度設(shè)置為750mm，且不再采用單點(diǎn)式的結(jié)構(gòu)支撐，改為雙點(diǎn)式。埋板的設(shè)計(jì)尺寸為300×200×10mm，間距為400mm。立柱的高度因?yàn)橹吸c(diǎn)的變化，變?yōu)?.2m。通過(guò)上述設(shè)計(jì)，立柱的受力將更為科學(xué)合理。方案中對(duì)立柱截面面積進(jìn)行了優(yōu)化，優(yōu)化后的立柱結(jié)構(gòu)計(jì)算圖詳見(jiàn)圖4：

2.1 優(yōu)化后的方案可節(jié)約成本計(jì)算

幕墻的設(shè)計(jì)時(shí)需要從細(xì)小的環(huán)節(jié)來(lái)開(kāi)展的?？梢詮募?xì)節(jié)組成部分之一的構(gòu)件進(jìn)行入手設(shè)計(jì)。為了減少運(yùn)輸過(guò)程中的成本花費(fèi)，將立柱的整體規(guī)格進(jìn)行了一定的優(yōu)化，將外層幕墻與內(nèi)層幕墻立柱分別調(diào)整為130×65×2.7mm， 100×65×2.5mm，在重量上減少為原來(lái)的80%。從節(jié)省的費(fèi)用上來(lái)看，運(yùn)輸成本的降低使人力資源上的投入也隨之降低。在后期工作中進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意與各個(gè)施工部門間進(jìn)行詳細(xì)的溝通，尤其是跟負(fù)責(zé)類雙層幕墻建設(shè)的施工單位，以便施工時(shí)兩者間工作的配合能夠平穩(wěn)的銜接。

3 幕墻施工工藝的優(yōu)化

3.1 施工工序

根據(jù)幕墻施工參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)安排好合理的施工順序，其次將類雙層幕墻結(jié)構(gòu)以及類雙層幕墻施工進(jìn)行初步的設(shè)計(jì)，完成相關(guān)的工序的進(jìn)行。當(dāng)成品建造完成后，應(yīng)當(dāng)注意好對(duì)成品的保護(hù)，防止因外層玻璃幕墻施工對(duì)內(nèi)層玻璃幕墻本身造成影響。其中玻璃幕墻的施工順序應(yīng)按照如下步驟施行：

首先：預(yù)埋埋板，其次對(duì)立柱以及對(duì)轉(zhuǎn)接件進(jìn)行安裝，之后是橫梁的安裝工作。當(dāng)立柱安裝完成后，外側(cè)包2.5mm厚通長(zhǎng)鋁單板于立柱的表面[2]。然后是進(jìn)行幕墻中玻璃的固定安裝工序，包括打膠處理，裝飾蓋板的安裝等等。最后是進(jìn)行門窗的安裝。其中在進(jìn)行類雙層幕墻的施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意內(nèi)層與外層幕墻的龍骨不要共用一處埋板，此時(shí)才可以進(jìn)行連接件的安裝。在安裝的過(guò)程中，為了確保鋼連接件的防火性能，可以事先將用于防火的涂料涂抹到相應(yīng)的位置上，當(dāng)涂抹完畢后，方可進(jìn)行類雙層幕墻的安裝。

3.2 關(guān)鍵工藝

其中類雙層幕墻得益于自身的美觀性，高度適應(yīng)性，所以在實(shí)際的施工中應(yīng)用比較廣泛。但是類雙層幕墻自身也有著一定的缺點(diǎn)，性能高，導(dǎo)致其工程造價(jià)也稍高，對(duì)施工也有著一定的要求。

在安裝玻璃幕墻的骨架時(shí)，要按照一定的順序進(jìn)行安裝。首先是豎框部分的安裝工作，當(dāng)豎框安裝確定位置正確時(shí)，則可以進(jìn)行橫梁的安裝。在安裝的全過(guò)程中，需要確定鋁型材與連接件本身是否有缺陷，當(dāng)確認(rèn)質(zhì)量合格后方可進(jìn)行骨架的安裝。骨架安裝是保證玻璃幕墻質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，所以，不僅要人工進(jìn)行測(cè)量，也需要使用相關(guān)的儀器進(jìn)行骨架的工作。

3.3 成品保護(hù)

因?yàn)椴Ａ粔Ρ旧淼氖┕な墙徊娴?，在每個(gè)施工環(huán)節(jié)所需要保護(hù)的內(nèi)容也是不盡相同的。首先在安裝外層幕墻前，確保內(nèi)層玻璃幕墻的保護(hù)工作做好后方可開(kāi)展施工。因?yàn)樵诎惭b外層幕墻時(shí)，很容易將內(nèi)層玻璃幕墻造成損壞。其次是在焊接外部的連桿構(gòu)件時(shí)也容易產(chǎn)生高溫的焊渣。所以建議在內(nèi)層玻璃幕墻的表面鋪設(shè)以防火布，或是設(shè)置一套多控制點(diǎn)型的吊裝系統(tǒng)來(lái)保證玻璃本身不受到后續(xù)施工的影響。在本次施工中，為了確保類雙層幕墻的安裝能夠安全高效，在安裝內(nèi)層幕墻與外層幕墻時(shí)就已經(jīng)將兩者進(jìn)行很好地融合了。

在施工過(guò)程中如果遇到玻璃外墻暴露的情況。應(yīng)當(dāng)使用硬質(zhì)橡膠以及硬紙皮進(jìn)行保護(hù)。對(duì)有玻璃的區(qū)域設(shè)置好警示標(biāo)識(shí)，以便防撞。當(dāng)進(jìn)行電焊施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)防止火花迸濺到玻璃的外面，對(duì)玻璃的保護(hù)要從各個(gè)方面來(lái)進(jìn)行。對(duì)于有條件的單位可以設(shè)置隨著天氣變化而隨之發(fā)生變化的防雨系統(tǒng)。防止玻璃自身因?yàn)橥饨缫蛩氐睦匣?。最后在存放玻璃的?chǔ)物架處也需要做好嚴(yán)格的保護(hù)，強(qiáng)度是硬性指標(biāo)，嚴(yán)防玻璃傾倒的現(xiàn)象發(fā)生。

當(dāng)進(jìn)行耳板，桁架的保護(hù)工作時(shí)，重點(diǎn)檢查耳板的連接處是否處于垂直狀態(tài)。對(duì)耳板連接處進(jìn)行防腐強(qiáng)化。檢查桁架是否發(fā)生了破損，當(dāng)出現(xiàn)破損時(shí)應(yīng)當(dāng)立即整修。在玻璃幕墻低于2m的區(qū)域內(nèi)需要設(shè)置一定的保護(hù)措施，為了防止結(jié)構(gòu)的松動(dòng)，應(yīng)當(dāng)在鋼板連接的部位注入部分膠體來(lái)保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)類雙層幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，幕墻施工工藝的優(yōu)化，以及對(duì)施工工序、關(guān)鍵工藝、成品保護(hù)進(jìn)行了探究，從工程實(shí)例來(lái)進(jìn)行了探討，希望可以為同類幕墻設(shè)計(jì)與建設(shè)提供一定的借鑒經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張錦，顏運(yùn)，李珣.北京天亞花園的雙層幕墻工程應(yīng)用[J].中國(guó)建筑裝飾裝修， 2016（3）：204～207.

[2] 張斌. 《雙層幕墻》——行業(yè)新導(dǎo)向[J].現(xiàn)代裝飾， 2018（5）：140～140.