斜锥体玻璃幕墙设计与施工技术要点探讨

斜锥体玻璃幕墙设计与 施工技术要点探讨

严钊

广东世纪达建设集团有限公司

摘 要：本文通过工程实例，对斜锥体玻璃幕墙设计与施工技术要点进行了分析与探讨，以供同仁参考。

关键词：现代建筑；斜锥体；玻璃幕墙；设计要点；施工要点

一、前言

玻璃幕墙作为建筑建设中的重要部分，已不仅仅具有传统的大面积采光和外维护墙体的功能，而且还发展成集多种功能于一身的建筑艺术。随着社会的进步和人民生活水平的提高，玻璃幕墙已在国内外获得了广泛的应用，而且用量越来越大。屋项斜面玻璃与建筑外窗或玻璃幕墙相映生辉，产生了强烈的视觉效果，尤其是本体着玻璃和LED光相结合应用，使玻璃幕墙，建筑外窗和屋顶斜面玻璃与蓝色的天空浑然一体，给城市中增加一道亮丽的风景线。某建筑标高99.550m以下为塔楼及裙楼，标高99.550m至129.550m为塔帽，塔帽四周为四角“耳状”造型，中间为四菱柱及斜锥体玻璃幕墙，129.550m以上为塔尖，塔尖18m高。斜锥体玻璃幕墙底边长24.2米、斜面高度26.967米，铅垂高度为24.1米。下面就对斜锥体玻璃幕墙设计与施工技术要点进行了分析与探讨，以供同仁参考。

二、斜锥体玻璃幕墙设计要点

（1）斜锥体玻璃幕墙分格设计。由于斜锥体玻璃幕墙四个面均为等腰三角形，故玻璃分格采取沿三角形腰线进行分格，把玻璃分为菱形和三角形，菱形玻璃边长为1196mm，对角线长短边长分别为2080mm和1180mm，玻璃夹角锐角为59度，斜锥体玻璃面与水平面成60度角，收口玻璃为三角形玻璃，玻璃边长为1196m。

（2）斜锥体玻璃幕墙构件设计。斜锥体玻璃幕墙依附主体结构为球形钢网架，斜锥体玻璃幕墙自身结构形式为铝合金框架形式，主副龙骨均为135mm隐框系列，玻璃面板采用8mm+1.14(胶片)+8mm钢化夹胶镀膜玻璃。主副龙骨与主体结构的连接构件采用“X”型钢码件和φ150mm圆钢板焊接而成的圆盘，还有与圆盘和球形网架连接的构件是带螺栓孔的φ48mm钢管件。

（3）斜锥体玻璃幕墙构件连接设计。玻璃通过玻璃结构胶、双面胶与玻璃托副框组成玻璃组件，玻璃组件通过玻璃组件安装码和螺丝把玻璃组件连接固定在主副铝龙骨上；主副龙骨通过“X”型钢码件焊接φ150mm钢圆托盘上，钢圆盘另一面与钢管φ48mm钢管件焊接固定，φ48mm钢管件与网架球预先加工好螺栓孔，两构件螺栓孔通过一颗螺丝把他们固定，至此所有构件已连接好，最后玻璃组与玻璃组建之间通过灌注玻璃胶密封防水，构件安装完毕。

三、斜锥体玻璃幕墙施工要点

（1）测量放线。由于斜锥体玻璃幕墙是四菱锥体的四个面，均是等腰三角形，因而测量的关键是找出四菱锥体四条腰线下端水平点及腰线上端的交点，找出以上5个基准点后，再利用基准点引点引线到各三角形平面中去，每个三角形只要有三个点就可确定该三角形的面及各边线，根据各边线为参照线按施工图尺寸在三角形中进行布置网格线。

（2）后埋件板连接件安装。由于本工程主体结构采用钢球形网架结构形式，无预埋件，这样后制圆形托板，托板直径为φ150mm，厚度为10mm，表面热镀锌处理，根据球形网架的轴线位置，按照布置图确定托盘安装位置，托盘尺寸间距偏差不得大于5mm。托板与圆管是焊接的，圆管与螺栓球是通过一颗M16mm高强螺栓连接固定的。

（3）焊接连接钢码。按施工图纸及现场实量尺寸确定固定钢圆盘上连接“X”型U槽钢码位置。连接钢码的焊接角度必须与立柱的倾斜角度相吻合。采用外围全焊焊接，将“X”型U槽钢码焊接在钢圆盘上，然后用小锤对焊缝进行敲击检查是否存在虚焊，若存在虚焊，将该部分清理干净后进行补焊。注意凡焊缝必须除渣，并涂防锈漆和银漆。

（4）安装铝合金框架主副龙骨。根据施工图纸、框架龙骨倾斜角度及主副龙骨交叉成菱形或三角形内角角度，确定主副龙骨长度尺寸及端头角度，并进行铝料开界。玻璃幕墙龙骨安装从三角形两腰边向中间，从三角形由下至上的顺序安装。安装时，先将圆钢板焊接到网架螺栓球上，然后将6mm钢制“X”型U型槽点焊到圆板上，装上铝龙骨主副龙骨安装后，对上道工序测量定位线，对三维方向进行调测，保持误差不大于2mm，整体调整复核后进行全焊。

（5）框架的整体调整。框架安装完毕后，用经纬仪、全站仪和钢拉尺进行三维整体调整。相邻两根龙骨前后左右偏差不大于2mm，由于幕墙在同一平面内最大距离小于35m，故主副龙骨在同一轴线偏差不大于5mm。若大于以上数值则重新调整框架。

（6）玻璃板块安装。由于玻璃比较重，菱形玻璃重量为65kg， 三角形玻璃重量为32kg，且主体结构为钢结构球形网架，结构刚性比较差，若玻璃安装时不考虑锥体受力平衡问题，势必影响结构的安全性，为此安装玻璃时采取平衡施工方法进行施工安装。安装顺序锥体四面同时安装，从下往上从中间向两边安装，玻璃嵌入幕墙框架，位置调整适合后用螺栓上紧压块即可。

（7）注填缝耐候胶。由于斜锥体玻璃幕墙玻璃分格是沿三角形腰线进行分格，把玻璃分为菱形和三角形的，且玻璃面与水平面成60度角，这就是常见垂直面玻璃幕墙有不同之处，这不同之处就是施工的难点。难点体现在如下两点：一是由于四菱锥体每个小单元玻璃胶缝与位于该小单元玻璃所处大三角形斜体幕墙的高度线不垂直，与高度线成29.5度角，这导致工人无法传统幕墙灌密封胶沿高处顺着低处垂直往下施工。二是由于四菱锥体每个小单元玻璃平面与水平面成60度角，玻璃面侧很难搭设外脚手架，也无法采用吊篮装置，就这直接影响工人无法在玻璃外侧站立施工。以上两个难点直接告诉我们，若按传统施工方法，工人站在脚手架或吊篮上施工灌注耐候密封胶是不可能的，这是我们只能想其他办法，我与其他施工人员紧扣两个难点，围绕两个问题进行思考，一个要解决有个平台人能站着或蹲着能操作施工，另一个要解决当工人站着或蹲在操作平台上能顺着胶缝方向从高处移到低处，只有解决这两个问题，玻璃灌胶问题才能解决。

为此我与施工人员根据这施工难点特制一个滑板平台，平台尺寸为600X300mm，平台地下装四个万向轮，滑板车沿胶缝方向移动，滑板车四个方向用绳子系好，放松绳子滑板车可向下滑动，左右绳子用来固定滑板车位置。当需要打某一位置玻璃胶缝时人站在自制的滑板车上然后放松上下位置的绳子，当到达目的后停止放松绳子，左右两边绳子调节长度，使滑板车固定到指定位置，到了指定位置后施工人员进行作业。

四、斜锥体玻璃幕墙施工质量控制

首先，施工员根据施工方案做好书面技术交底工作，使工人掌握工程特点和工程标准。同时，要严把材料质量关，不合格材料不准进场。施工过程严格按设计图纸和施工方案组织施工，严格把好各道工序的工程质量关，杜绝任何工程质量事故。另外，由于是高层高空作业且是斜面结构，大大增加了施工难度，故在施工中要带好安全带，专职安全员要随时检查各种施工安全措施，发现问题及时指出改正，必要时向有关主管报告，采取解决措施。由于玻璃是菱形和三角形，角度比较尖，尖角容易伤人和碰烂，故在吊运时轻拿轻放，对玻璃尖角用软质材料保护，并用柔性的带子吊装。玻璃堆放要放置垫块，不能直接放在地上，玻璃之间要用泡沫塑料块或泡沫薄膜隔开。在进行密封胶及涂抹时，必须将玻璃接缝处贴上保护纸，防止弄脏玻璃。

五、结束语

综上所述，玻璃幕墙自重较轻，性能良好，玻璃幕墙表面光滑有良好的工艺感及艺术感，可以适应多种几何形状，在建筑体型上产生丰富的变化，能够充分体现设计师的想象力和创造力。我们在此项目工程斜屋顶玻璃幕墙施工过程中，总结了一套针对斜面结构和菱形小单元玻璃设计与施工要点，以供类似工程设计与施工提供借鉴。

参考文献

[1]《玻璃幕墙工程技术规范》 JGJ102-2003

[2]《钢结构工程施工验收规范》 GB50205-2001

[3]《玻璃幕墙工程验收标准》 JGJ/T139-2001

[4]张芹.《新编建筑幕墙技术手册》.山东科技技术出版社