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    雙曲面鋁蜂窩板幕墻精細化施工

    更新日期:2016年2月14日 大字 小字
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        隨著建筑業的發展,各種復雜形式的幕墻在建筑中的應用越來越廣泛,雙曲面就是其中應用較為廣泛的一種。雙曲面幕墻工程規模大,施工技術要求高,幕墻的設計制作、施工安裝的難度大。同時,鋁蜂窩板系統目前也應用廣泛。相對于傳統的封閉式鋁蜂窩板系統,鋁蜂窩板系統具有較好的變形能力、防水性能以及外觀效果。但由于施工工藝較為復雜,用于雙曲面幕墻時面臨諸多困難。因此,本文依據具體的實例,從技術的角度對雙曲面鋁蜂窩板幕墻的施工過程、施工的特點和難點進行分析探討。
        1.工程概況
        三亞波波利會所酒店項目所屬規劃區域東接三亞市,南臨大海,西接龍騰灣,北望九所新區,背山面海,總用地面積13834 m2。該項目平面布局以中國具有悠久歷史的太極八卦形態為基本元素,將太極八卦的彼此滲透,陰陽交感圖形意向充分結合在建筑平面布局中,在滿足基本功能條件下,使其平面布局以及交通流線的設計更為順暢合理,與建筑空間形態相互更好地交融(圖1)。

        2.施工難點
        本工程是自由度很高的雙曲面幕墻,采用鋁蜂窩板系統設計,給施工帶來一定的難度,具體表現在以下幾個方面:
        (a)幕墻設計任務量大。業主方僅提供了一個外立面的三維模型,要求依據此外皮模型將整個項目設計并建造出來。且業主對工程質量要求較高,鋁蜂窩板系統的豎向縫要求6mm,橫向縫要求12mm,在一定程度上增加了設計和施工的難度。這需要設計師進行深化設計,進行幕墻構件尺寸的計算。關鍵節點還需要反復多次復核,準確地下料加工和安裝控制。
        (b)雙曲面幕墻材料加工和運輸要求高。由于曲面模型的特性增加了材料加工、制作和檢測的難度。此外,材料的堆放和運輸的要求也較高。
        (c)施工精度要求高。鋁蜂窩板的安裝準確度必須控制在毫米級,才能保證鋁蜂窩板縫大小均勻,而鋁蜂窩板安裝精度高的前提是骨架安裝的誤差要小。如何保證較高的安裝精度是本工程面臨的一個難點。
        3.施工過程介紹
        3.1 現場鋼結構掃描分析
        為了避免原鋼結構施工誤差對幕墻安裝的影響,本工程首先采用三維掃描儀,將現場鋼結構掃描成點云,并通過點云建模,得到現場鋼結構的施工模型,然后將鋼結構的實際施工模型同理論模型疊加之后切片分析,得到了現場鋼結構的誤差分布(圖2)。根據誤差分布圖調整了部分有碰撞區域的模型設計。

        經分析,鋼結構整體安裝精度較高,偏差大部分在50mm以內,局部地方超過50mm,且基本都是往內側偏移,不會影響鋁蜂窩板及鋁蜂窩板骨架的安裝。但有4根梁和1根斜柱,會影響吊掛式玻璃幕墻安裝。由于4 根梁不是主梁,局部切除便可消除影響。并通過調整鋁蜂窩板的形態消除斜柱影響。
        3.2 骨架和鋁蜂窩板的設計
        首先進行了分格設計,思路如下:橫向縫12m標高以下除了入口外全部采用水平面切割,12m標高以上,采用傾斜的平面切割;豎向縫除2個球體連接部分外全部采用通過圓心的垂直平面切割。這樣較好地解決了雙曲鋁蜂窩板的加工問題和骨架的布置問題。
        然后進行骨架設計。由于整個項目外形非常自由,面板定位安裝的精度非常高,而鋁蜂窩板的直接定位難度很大。因此通過設計讓鋁面板同骨架之間產生關聯,既解決了骨架的設計,又解決了鋁蜂窩板的安裝。
        這樣通過控制骨架的安裝精度,從而控制鋁蜂窩板的安裝精度。其中豎向骨架是用一組特定的垂直平面切割項目鋁蜂窩板外表皮,在鋁蜂窩板面上得到一組單曲線條,再將此線條在此切割平面上向內偏移300 mm即得到了豎向骨架的中心線位置。橫向鋁管骨架是鋁蜂窩板橫向縫的中心線法向偏移120mm即得到鋁管的中心線。
        此外,針對雙曲面鋁蜂窩板,每一塊鋁蜂窩板的4 條邊線都優化成單曲,即按照一定的角度,這塊鋁蜂窩板的任意一條邊都能放置在一塊平板上,整條邊都能與平板結合。鋁蜂窩板加強筋在三維模型中切割出來,能夠與雙曲鋁蜂窩板貼合。而對于鋁蜂窩板外立面有許多窗戶洞口,都暫時忽略掉窗戶的影響,將窗戶位置都看成是鋁蜂窩板,這樣在進行骨架設計和骨架安裝時就能大大簡化工作,等骨架全部安裝完后,再將窗戶洞口的邊框焊接出來,將窗戶中間多余的鋼立柱割除。
        3.3 骨架的加工和檢測
        整個工程豎向骨架1289根,且每一根都不一樣,單根骨架都是一個非規則的變曲率形狀,加工的難度非常大。加工精度控制在±5 mm,每一根骨架在工廠加工時都經檢測,在5mm誤差控制線內才合格并允許出廠。在檢測時采用1∶1打印放樣檢測圖,以控制加工誤差和找到安裝的點位。
        材料至工地后,也是用同樣方法檢測復核,并在對應位置做好安裝標記點,通過這種方式能很好的控制材料的加工精度。
        3.4 骨架和鋁蜂窩板的安裝
        本工程鋁蜂窩板支座的調節距離是±20 mm,考慮施工誤差后理論上骨架的安裝誤差允許±15 mm,但實際上本工程骨架安裝控制誤差在±5 mm。如此高的安裝精度是本工程解決的一個難題,所采用的方法是多次校核。首先將基準的軸線多次校核,確?;鶞实妮S線是的準確。將每一根豎向骨架都通過基準軸線直接定位安裝,由于將坐標定位點都轉化為至特定點的距離,所以能夠確保定位的精度;然后橫向鋁管也是通過基準軸線直接定位安裝,這樣就避免了誤差的累積,同時通過已經安裝好的立柱和橫梁之間的實際距離(理論上法向距離180 mm),這樣還可以檢測立柱和橫梁的安裝精度。
        3.5 防水施工
        鋁蜂窩板系統的防水施工比較關鍵,本工程采用防水鐵皮進行防水。為避免漏水,整個防水鐵皮都采用二保焊,屋頂的防水鐵皮全部焊接,立面的防水鐵皮豎向焊接,橫向采用上壓下的搭接方式,再整體刷防水涂料,確保防水做到萬無一失。
        4.結語
        雙曲面鋁蜂窩板幕墻應從設計、材料加工和現場安裝進行準確控制,以確保施工質量。
        (a)采用三維掃描得到現場原鋼結構施工的誤差,并利用設計手段消除誤差的影響;采用三維圖紙設計進行安裝設計,以保證整體設計的精度。
        (b)材料加工時采用檢測,合格才能出廠;運送到工地后再進行復核,并做好安裝標記點。
        (c)采用多次復核的方法進行安裝,并將鋁蜂窩板的安裝與骨架的安裝聯系起來,通過控制骨架安裝的精度來達到控制鋁蜂窩板安裝的目的。
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