内退错层变角度折线幕墙安装精度控制技术研究

秦书文1     张顺2

1广州珠江监理咨询集团有限公司   

2 南方海洋科学与工程广东省实验室 

摘要：随着社会发展的需要幕墙外形越来越多样复杂，对施工、管理技术要求越来越高。本项目幕墙采用一种大悬挑变角度的折线幕墙，对安装精度要求极高。为了满足幕墙精度符合设计要求，从现场施工和管理两个方面对其进行控制，对大跨度钢桁架主体结构实施动态监测，采集数据处理分析后，为BIM模型、加工、现场施工提供参数依据，减少误差，同时监理行为动作采用可视化管理。

关键词：折线幕墙；动态监测；可视化管理

引言

21世纪社会高速发展，给建筑业带来了大发展，随着建筑体量逐渐的增多，原先单一建筑外形已经不能满足人们的精神需求，对外形美感要求越来越高，外围护结构形式也更加趋于风格迥异化，复杂多变的外幕墙形式及造型越来越受到青睐【1】。玻璃幕墙作为近年来发展迅速的一种新型建筑墙体，其独特的色彩、 光影及多变的造型吸引大量的建筑设计师并广泛应用于多层和高层建筑之中。 玻璃幕墙是有受力结构龙骨和玻璃构成，相对主体结构具有一定自变形能力，一种美观新颖的外围护装饰风格，现代高层建筑的显著特征【2】。与传统墙体相比较，显著的特点可以展现出现代建筑美学、建筑结构、建筑节能、建筑功能等多种因素有机的结合起来，与高山绿水、河流湖泊等自然景观融为一体，显现出来一种动态美，积极倡导党二十大提出的“推动绿色发展，促进人与自然和谐共生”方针。幕墙施工又是一个复杂的过程，工序繁多，只有掌握玻璃幕墙施工过程中的要点，加强管控措施，精心策划，科学管理，严抓质量安全，才能打造出人们满意的精品工程，为我国玻璃幕墙施工技术的更新与发展奠定坚实的基础【3】 ，因此控制玻璃幕墙的安装施工质量十分必要。

1、工程概况

湛江湾实验室龙王湾研发基地一期工程，使用年限50年，其中总部研发大楼101#，由南海资源与环境大楼、数据中心副楼和总部研发大楼组成，建筑总面积:77235万m，地上建筑面积:54245万m；南海资源与环境大楼、数据中心建筑高度:19.8m，结构形式:钢筋混凝土框架结构；总部研发大楼建筑高度49.95m,建筑层数地上10层，地下1层，结构形式:钢框架-钢板剪力墙结构；抗震设防烈度7度，建筑结构安全等级二级。内错层变角度折线幕墙在总部研发大楼6-8层，位于4层悬空钢桁架转换层上面，钢桁架的跨度达到53.4m，折线幕墙处于悬挑结构处，悬挑的长度8-10m，悬挑下方有吊顶，幕墙最大高度为 49.5m，施工高度 51.45m,，体量庞大且立面造型复杂，如下图1 101#里面效果图：

图101#里面效果图

2、本工程的重难点

项目位于湛江市坡头区，距离海边的直线距离不超过20公里，属于台风登录的高发区，2023年预计登录我国台风6-8个，其中影响湛江的4-6个，今年台风“泰利”就在本项目所在区登录，中心风力附近达到13级。因此对内错层变角度折线幕墙在风荷载的作用下的强度、刚度和稳定性要求极高，本项目预埋件又采用后置式的在加上大楼的变形对幕墙影响大，如下图所示2。折线幕墙每一个角度都不同、不规则如下图是3，对构件加工、预埋点、构件组装、焊接的精度要求高。

图2内错层示意图

图3折线幕墙角度分布图

3、质量控制措施

   总部研发大楼坐落在大跨度钢桁架转换层上，结构变化对幕墙影响较大。钢桁架安装前对其进行数值模拟，施工过程中和运营阶段在其不同部位布设了监测点，对其进行健康监测，监测内容应力应变、变形监测、温度监测、加速度监测、湿度监测等进行实时动态监测，对采集到的数据进行分析，为后期BIM建模、幕墙加工、安装、施工提供参数，保证幕墙安装的精度，表1健康监测设备一览表。

表1健康监测设备一览表

项目编号	监测项目	设备类型	计量单位	数量	监测阶段
1	应力应变监测	光纤光栅应变传感器DUT-FBGS-04	个	129	施工及运营阶段
2	变形监测	光纤形状传感器	套	15	施工及运营阶段
3	温度监测	光纤光栅温度传感器	个	15	施工及运营阶段
4	加速度监测湿度监测	加速度传感器YD128	个	15	运营阶段
5	湿度监测	湿度传感器	个	10	运营阶段

本项目采用的是后置埋件，后置埋件施工是幕墙工程中的一个重要环节也较易出现质量问题，一旦发生松动就有可能导致幕墙变形、漏水、玻璃碎裂，甚至在大风中损坏等严重后果，因此必须重视。研究表明造成锚栓不牢固、不垂直主要原因有①栓孔未清理干净选择的清孔毛刷不合理，②测量放线不准确，未进行精确定位，测量误差大，③安装工序混乱【4】。

折线幕墙由于角度不同也不规则对安装精度要求高。主要控制各个构件定位点的精度，采用高精确度的全站仪进行定位放线，每个构件安装完成都到进行角度、空间位置复测。转接件控制龙骨的角度，转接件与预埋件进行焊接加强与主体的连接强度，转接件与龙骨连接采用螺栓连接，螺栓连接觉有一定柔性，在一定程度可以吸收一定的变形，减少主体与幕墙之间的相互影响。幕墙构配件加工，采用BIM技术，通过监测系统收集的数据输入到BIM软件中，对参数进行修正，对构件进行工厂加工，可以大大提高幕墙组装的精度。

悬挑幕墙有内侧竖向龙骨和外侧竖向龙骨，内侧龙骨通过转接件与主体连接，外侧竖向龙骨通过横向龙骨与内侧龙骨连接，横向之间的连接采用焊接，竖向龙骨之间采用螺栓连接，增加整体龙骨的刚度，竖向龙骨采用160*100*6的镀锌方钢，由于外侧龙骨与天花吊顶的龙骨连接，为了减少天花吊顶的变形对外侧竖向龙骨影响，天花吊顶的的主龙骨与结构采用焊接的刚性连接。与幕墙龙骨连接形成一个整体，增加整体的稳定性、强度、刚度，如图4所示。所有的焊接前要对焊接件的轴线进行复测，确定无误后进行焊接，焊接左右对称进行，选择一天内温度、湿度相对稳定的时段内进行焊接，每个焊接件都要一次焊接而成。焊接完成后对焊缝进行检查。

图4幕墙内外侧龙骨与吊顶龙骨布置

研究表明在幕墙安装中加强管理也能大大提高幕墙安装的精度，加强监理的行为准则，强调事前、事中、事后管理。在监理行为管理过程中为了有效的控制安装的精度，采用三级管理，包括集团-分公司-项目，集团、公司技术部定期进行项目巡视发现质量、安全问题进行整改闭合，项目采用可视化管理，审核、巡视、检查、验收每一道工序要有纸质、照片、视频三者资料，并且上传系统，公司技术部位进行检查。

结论，通过在施工中和运营过程中采用动态监测技术采集分析数据，为BIM建模、制造、现场安装提供参数修正，以及监理的可视化管理行为，可以大大提高幕墙安装的精度大于设计要求。

  参考文献

[1]郭志强.外倾阶梯式悬挑玻璃幕墙施工技术研究[J].铁道建筑技术,2022(03):187-190.

[2]魏诚亮.玻璃幕墙施工质量控制及安装技术[J].门窗,2014(09):15-16.

[3]陈睿,李乃东.现代高层建筑玻璃幕墙施工技术分析[J].住宅与房地产,2020(30):89+93.

[4]章焱.玻璃幕墙后置埋件安装质量控制[J].建筑技术开发,2021,48(10):103-104.