摘要：随着我国经济的发展，社会的不断进步，我国建筑行业得到前所未有的发展，各种先进施工技术应运而生。玻璃幕墙是现代高层建筑装饰工程中重要的一环，也得到了迅速的发展。当下人们对建筑质量的要求已经由原来的低起点、低标准逐渐转变成现在的高起点、高标准，对建筑幕墙的规格、品种、建筑幕墙的设计、施工技术水平和要求也越来越高。本文结合某一高层建筑施工项目，采用到球面棱锥式玻璃幕墙施工技术，针对该技术的特点、施工过程以及注意事项进行详细阐述，希望对以后类似工程有借鉴作用。
关键词：球面棱锥；玻璃幕墙；设计；施工
0.引言
建筑幕墙技术自从20世纪80年代初被引进我国建筑行业中，在短短三十几年得到迅速的发展，目前我国已经成为世界幕墙大国，建筑幕墙技术处于世界领先水平。建筑幕墙的外形包括以下几种：平面、曲面、球面等不同形式。其中球面棱锥式玻璃幕墙是一种新型、高档的外围护结构，具有独特的色彩、光影效果及造型的多变性，在多层和高层建筑中得到广泛的应用与推广，在确保建筑质量的前提下，满足建筑外形的美观。
1.工程概况
本工程为某一城市高层建筑施工项目，该项目主要的景观工程有三个半球面建筑幕墙（主体结构为球面网壳结构），分别是咨询展示中心（直径为36米）、休闲购物中心（直径为32米）以及接待中心（直径为22米）。
2.建筑幕墙施工特点
（1）露天作业和外脚手架作业多
建筑幕墙是建筑的围护结构，也是建筑外立面施工的最后一步，这就决定了建筑幕墙的施工特点是露天作业和外脚手架作业。经过长期的日晒雨淋及工程施工作业长期间使用，工程中的外脚手架容易出现损坏、架体与建筑结构的拉结松脱或失效等安全隐患，施工安全管理内容多且难度比较大
（2）使用吊篮高空作业
当下传统的升降式手架已经无法满足现代高层、超高层建筑物，在这情况下，高处作业的吊篮被广泛应用到建筑幕墙施工中以及建筑幕墙的维护、保养作业中。高处吊篮作业的风险相对应更大，为了确保施工人员的生命安全，施工单元必须要制定完善的管理制度和安全操作规程，对施工人员进行安全教育培训，及时排除事故隐患。
3.球面棱锥式玻璃幕墙
运用四棱锥钢架来构造圆形的鳞斑状的“龟裂片”外形，球体的纹路可以用球面经向线以及纬向线来表示。可以用一个四棱锥钢架来表示，而四棱锥钢架则由四个棱锥面和棱形底座构成。四棱锥钢架通过支托焊接在网架球节点上。
4.传力路线
荷载→玻璃→玻璃框架→连接结构→四棱锥钢架→支托→网架结构
5.玻璃幕墙结构与主体结构的关系
（1）安装立柱
玻璃幕墙在进行施工时，要先把立柱和连接件进行连接，然后把连接件连接到主体预埋件上，注意预埋件的连接位置要用12毫米的不锈钢螺栓；在对接立柱时，需要使用专用的铝合金插芯，插芯长度要不得少于400毫米；在对接立柱时，需留伸缩缝15毫米。在调整好幕墙框架后，施工人员要硅酮密封胶来对伸缩缝进行密封；幕墙立柱应为受拉构件，上端要连接固定到主体结构上，下端为可上可下活动的连接；在安装立柱时，其标高偏差要低于3毫米，立柱轴线前后偏差不得超过2毫米，左右偏差则要低于3毫米；在焊接钢连接件时，焊缝高度为7毫米。结束焊接后，要清理干净那些焊渣，然后涂刷上两道富锌漆，避免腐锈。
（2）安装横梁
横梁在安装时，要按照设计要求选择合适的连接固定横梁的连接件、螺栓的材质、规格、数量及品种；同一个连接件连接螺栓至少2个以上；连接件位置可以按照幕墙设计施工图纸要求并结合建筑结构的各层基准线、建筑标高线进行确定；在连接横梁连接件时，要用到M5X35毫米不锈钢自攻螺钉，在立柱上把铝合金角码固定上，横梁需配置在两立柱间并把1～2毫米橡胶垫垫在横梁两端；在立柱的预定位置安装固定好横梁两端的连接件及弹性橡胶垫，然后使用密封胶把接缝处进行密封；按照从下向上顺序安装同一层横梁。一层安装结束后，随时对其进行检查、调整、校正、固定，确保其质量。
（3）安装玻璃板块
玻璃板块在安装时，要先检查玻璃板块的玻璃质量、尺寸及规格，确保符合设计要求；擦拭干净玻璃表面的尘土、污物，检查玻璃的镀膜，确保无污染、无剥落；严格安装幕墙设计要求安装幕墙框架组合，以便实现框架前后、左右、上下的三维调整，使其平面度、垂直度能够符合幕墙验收标准；对幕墙框架进行调整，把它实际分格尺寸和设计计算的玻璃板块尺寸对照，并按照分格安装位置进行编号，确保玻璃胶缝的一致性；使用外压板把玻璃板块上的铝合金附框，通过螺栓、螺母连接固定到立柱横梁上；把长度不小于100毫米的铝合金托安装到玻璃板块下边并垫上1毫米的厚橡胶垫；幕墙安装完毕后，其表面应为平整无变形，也无任何波纹机 紧固件的凹进或凸出；安装好的玻璃表面要平整无翘曲；遇到大风下大雨的气候或气温低于零下5℃，应停止施工。
6.幕墙节点的设计
（1）节点方案的设计
由于球体网壳是三维空间结构，且其内力和变形也是三维，另外大小和方向也不同，因此决定了球面棱锥形幕墙结构变形要和其支撑结构变形相协调，具有三向变形的功能。
①全铝合金框方案
采用铝合金框造型，节点构造复杂且连接不易；现场安装困难，精度差；出现变形，和主体结构不协调。
②螺钉连接方案
采用四棱锥钢架造型；使用螺钉直接连接铝合金副框和四棱锥钢架；现场安装困难且精度差。
③三维活动节点方案
采用四棱锥钢架造型；通过连接件把铝合金副框和四棱锥钢架连接起来；安装简单灵活，准确性高；幕墙结构在变形三维作用下，处于简单受力状态，从而让幕墙的使用寿命和维修周期得到延长，经济效益高。
（2）铝合金副框设计
三维活动节点主要构件有铝合金副框、连接件、支撑角码等。副框起到作用主要是沿支撑角码进行水平滑动以及绕支撑角码转动的功能；支撑角码的作用则是支撑副框进行水平滑动、转动和垂直滑动；其支撑和供支撑角码滑动则是连接件起到的作用。
7.施工技术
（1）施工工艺流程
棱锥玻璃幕墙施工工艺如下图1所示。
图1 施工工艺流程
（2）主要工艺施工方法
①安装支托
在安装支托时，要求三点共线，即支托盖的中心、焊接球的球心及网架球心在一条直线上，防止幕墙结构因为主体结构变形而引起附加内力和变形。为了确保支托位置安装的精度，可以现场制作1；1的放样靠尺来进行。
②四棱锥钢架制作与安装
四棱锥钢架的制作：第一制作加工胎架。第二，按放样尺寸，先在胎架上制作处棱锥底座，接着制作锥棱并按顺序进行编号挂牌。第三，打磨、除锈并上油漆。
四棱锥钢架的安装：采用人力法把四棱锥钢架垂直运输上去，然后安装从下往上顺序进行安装。
③棱锥式幕墙制作及安装
制作：通常在干燥通风的现场室内进行组装玻璃副框，搭设工作台。首先按照玻璃放样尺寸，在工厂把玻璃加工好。其次把加工好的中空玻璃摆放到工作台，接着把它和铝合金副框进行对齐、对正，对副框实际长度、角度进行测量并进行划线、编号。然后按照实际测量尺寸把铝合金副框切割好，套到中空玻璃上，并进行对正、找平。最后注结构胶并刮平，阴凉环境下养护21d即可。
安装：首先在四棱锥钢筋护板棱上钻孔并安装连接件，其次把支撑角码安装到副框的滑槽内。在安装玻璃单元时，一人在球面内，一人在球面外作业，先初步把护板的支撑件连接固定好。弧形连接件调整到位后，就可以在四棱锥钢架上钻孔，对支撑角码进行调整，确保玻璃面的平整及缝隙的平整平直，然后对称把螺栓固定好，最后注胶。
8.结语
综上所述，严格按照规范进行幕墙的设计与施工是确保工程质量的关键，三维活动节点不仅确保了球面网架和球面棱锥式幕墙变形协调，从而让玻璃幕墙使用寿命及防水维修周期得到延长，经济效益和社会效益高。
参考文献：
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[2]卢渊.高层建筑玻璃幕墙设计与施工技术分析[J].中国高新技术企业，2016（17）：102-103
[3]黄芷淇.对高层建筑玻璃幕墙设计与施工技术分析[J].建材与装饰，2016（17）：30-31.
论文作者:胡鹏程
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/9/10
标签：棱锥论文; 幕墙论文; 钢架论文; 球面论文; 立柱论文; 建筑论文; 玻璃论文; 《基层建设》2018年第21期论文;