摘要：以某艺术中心工程为例，针对建筑外立面设计为隐框式双曲面镂空铝单板幕墙的艺术造型特点，改变传统的铝单板弯曲成型安装的施工工艺，应用计算机模拟深化设计，采用折线拟合法将铝单板划分为更小的板块，加工完成后拼接安装，解决了大弧度铝单板安装常见质量问题、加快施工进度，操作简便、技术先进，并具有较好的经济效益。本文重点介绍了深化设计与施工方法。
关键词：艺术中心工程；双曲面镂空铝单板幕墙；计算机模拟深化设计与施工；折现拟合法
Design and construction of double curved hollow aluminum veneer curtain wall in an art center project
Lei Yu
（Guangxi Construction Engineering Group No.5Construction Engineering Co.,Ltd. Luizhou,Guangxi 545000, China）
Abstract: In a art center project, for example, in view of the building facade design for hidden frame hyperboloid hollow out art characteristics of the aluminum panel curtain wall, change the traditional aluminum sheet bending forming installation construction technology, the application of computer simulation design, USES the line fitting could be divided into smaller plates, aluminum veneer splicing installation after the completion of processing, solved the big radian aluminum veneer installation common quality problems, to speed up the construction progress, easy operation, advanced technology, and has good economic benefit.This paper mainly introduces the deepening design and construction method.
Key words: Arts centre project； Double curved hollow aluminum veneer curtain wall； Computer simulation to deepen design and construction
1 工程概况
某艺术中心工程，建筑面积为7828.9平方米，主体结构为框架结构，建筑地上3层，建筑高度30.850m。本工程外墙采用隐框式弧形镂空铝单板幕墙装饰结构，幕墙安装面积约6650㎡，单块铝单板尺寸介于1.13m*1.13m~1.40m*1.40m之间，空间造型呈双曲面，加工安装难度较高。
图1-1 工程效果图
2 铝单板幕墙深化设计
2.1、深化设计原则
铝单板属于薄壁外围护构件，深化设计需验算板材、龙骨的强度，确定铝单板的规格型号及龙骨的位置、数量、长度。由于施工阶段对龙骨、铝单板、预埋件的精度要求比较高，因此深化设计必须结合施工阶段的基本情况确定其各基本数据，力求既要保证成型效果又要便于安装。
2.2、铝单板深化设计
根据设计院提供的效果图，单块铝单板尺寸为2672mm，大尺寸的弧形铝单板存在以下几个问题：
①加工制作困难，弧度难以控制；
②面板强度不够，容易变形；
③安装困难不能保证拼装。
为消除以上几个问题，我们利用计算机软件进行模拟，对大弧度铝单板进行折线拟合，将铝单板一分为四，如原铝单板尺寸由2612mm，深化为四块1335mm铝单板拼接而成。
图2-1 铝单板拟合深化设计示意图
2.3、龙骨的深化设计
龙骨深化设计，原铝单板幕墙的龙骨为横竖方向，但是由于本幕墙为镂空铝单板，如果龙骨按此排布，透过镂空部位容易暴露龙骨而影响美观，于是深化设计时我们将龙骨改为斜45°，巧妙错开镂空铝单板部位，从而保证安装效果。龙骨规格确定后需对其进行了结构安全验算。
图2-2 铝单板幕墙立面（深化前）
图2-3铝单板幕墙立面（深化后）
3 铝单板、龙骨制作
3.1、铝单板下料时应与深化设计施工图进行认真核对，并应对已建建筑物进行复测，且可征求厂家对铝单板现场操作经验丰富技工进行现场勘查，共同下料，在送往厂家。以免出现材料错下造成不必要的损失。
3.2、对所加工的铝单板材料进行认真检验，看是否有产品出厂合格证，原材料的规格、品种、尺寸、质量等级是否同加工图纸相符，经检验符合要求后方可加工组装。
3.3、对加工幕墙构件所采用的设备、机具、模具进行认真检定，确定能否达到幕墙构件加工精度要求。对检测量具定期进行计量检定。
图3-1 检查铝单板成型质量
4 测量放线
4.1、首先在设定的一层上确定安装用的基准线-墨线（包括分格中心线、标高线、进出线等），将分格中心线位置墨线逐一弹放在埋件楼层上，如果埋件位置偏离分格中心线较远，也可将分格中心线墨线弹放在楼层混凝土面上，检查埋件的位置与图纸设计是否相符。
4.2、放线时应沿建筑物外定出铝单板幕墙平面基准线，从基准线外拉一定距离为铝单板幕墙平面。以此线为基准定龙骨的前后位置，从而决定整片铝单板幕墙的位置，并用φ0.5-1.0mm的钢丝在铝单板幕墙的垂直、水平方向各拉两根，作为安装的控制线，水平钢丝应每层拉一根（宽度过宽，应每间隔20m设1支点，以防钢丝下垂），垂直钢丝应间隔20m拉一根；对高层建筑物的测量放线应在风力不大于4级的情况下进行。由于建筑物受气温变化有侧移，因此每天定时进行2次校核，以确保测量放线的准确性。
5 预埋件施工
本工程铝单板幕墙与主体结构的连接主要靠后置式预埋钢板，以化学锚栓及安卡锚栓与主体相连。所有钢板按照图纸的尺寸规格精确切割、焊接，安装前复核土建的结构尺寸是否与图纸相符，如有不符合的地方进行尺寸调整，按照调整后的尺寸精确放线，能拉通的全部拉好通线，按照通线确定的位置进行安装，后置钢板安装前必须涂两道防锈漆或作镀锌处理。
6 龙骨施工
根据放线结果，先将连接件用螺栓固定在主龙骨上，然后按照测量放线标识将连接件安装在埋件上，基本定位准确，校准水平，以铝单板面表面为基准，调整主龙骨垂直方向、水平方向及进出方向位置，确定其安装位置，点焊固定。在安装主龙骨过程中，及时利用经纬仪对主龙骨的垂直度进行复核。
在主龙骨上，确定次龙骨的安装位置，紧固次龙骨角码，安装次龙骨。以独立作业面为单位，对幕墙骨架进行整体调整、校准。待调平、校准后进行连接件焊接，焊接时配备必要的焊花接斗，防止电焊时焊花落下引起火灾事故。焊接施工按设计要求进行，保证所有焊接处焊缝长度、高度及焊接质量符合设计及有关规范要求。焊接完成后，进行除渣检查。检查合格后，组织隐蔽验收报验工作，经监理工程师验收合格后，即对焊接部位进行防腐处理。以独立作业面为单位，对幕墙骨架进行二次调平，以消除焊接形变引起的超差，以确保幕墙骨架安装。
7 铝单板安装
7.1、安装前应将龙骨、次龙骨、避雷、预埋件、防锈全部检查一遍，合格后再将相应规格的铝单板搬入就位，然后自上而下进行安装；
7.2、安装前应进行定位划线，确定铝单板在立面上的水平垂直位置，并在框格上划线，对组件的平面度要通层设控制点，根据控制点拉线，按拉线调整检查，切忌跟隨框格体系歪框、歪件、歪装，对偏差过大的坚决采取重做、重装。
7.3、铝单板搬运、就位：利用塔吊、汽车吊吊装，按照组件的编号把组件送到安装楼层，人工搬运到安装位置，临时固定、调整组件的上下、左右、前后的缝隙的大小，其允许偏差不得起过±2mm，拧紧固定螺栓，将组件固定位。
7.4、安装时每块铝单板底部应设置定位托板，铝单板四周安装固定件，其间距、左右空隙应符合设计要求。
图7.1铝单板安装
8 打胶清理
8.1、打胶之前检查缝宽是否一致，不一致的地方进行调整。密封胶必须满缝平整，所有的操作必须在密封胶初凝前完成，表面修饰好后，迅速将粘贴在玻璃上的贴纸撕掉。打玻璃胶时，先根据胶缝的大小把玻璃胶筒出口切开相应斜口，打胶要保持注胶均匀。操作顺序一般是：竖向胶缝，由下向上。胶注满后，要检查胶缝里面是否有气泡，若有应及时处理，消除气泡。注胶厚度应符合设计要求，胶缝应严实、无气泡，表面光滑。
8.2、密封胶灌缝24小时后，用二甲苯进行全面清洗，有积胶的地方用刀片清刮，然后用二甲苯洗涤，不允许留有污迹，验收前再用清水将铝单板幕墙表面及时清洗干净。
8.3、在施工过程中，要求作业班做到工完场清，以保证工作面没有多余的材料及垃圾。
9 结语
随着社会的不断发展进步，人们对建筑的观赏性和艺术性的要求越来越高，建筑造型新颖奇特，大弧度铝单板应运而生。由于铝单板具有重量轻、强度高、耐腐蚀、工艺性良好、涂层均匀、色彩多样、不易污染、环保可回收等特点，深受人们的喜爱，应用广泛，但施工中存在耗费人工材料、曲面顺滑度难以控制等问题。本文以某艺术中心工程实例介绍了应用计算机模拟深化设计，采用折线拟合法将铝单板划分为更小的板块，加工完成的铝单板无需进行弯曲处理，解决了大弧度铝单板安装常见质量问题、加快施工进度，操作简便、技术先进，并具有较好的经济效益。
参考文献
[1]王风涛.基于高级几何学复杂建筑形体的生成及建造研究[D].清华大学,2012.
[2]杨威.铝单板幕墙施工要点探究[J].建材与装饰,2016,37:43-44.
[3]高树鹏.超高层建筑直纹渐变扭曲单元式幕墙的设计[J].建筑施工,2017,3911:1676-1677+1701.
[4]张晓磊,杨岩松.浅谈单元式铝单板幕墙施工中的质量问题与检控方法[J].科技风,2011,04:164.
[5]赖卫周.椭圆球曲面的幕墙设计与施工[J].福建建设科技,2017,04:59-62.
论文作者:雷雨
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第9期
论文发表时间:2018/8/24
标签：单板论文; 龙骨论文; 幕墙论文; 位置论文; 双曲面论文; 工程论文; 尺寸论文; 《建筑学研究前沿》2018年第9期论文;