插接式曲面异形三角形铝板幕墙施工技术研讨

插接式曲面异形三角形铝板幕墙施工技术研讨

徐庆迎 高建喜 杨梦坤 靳浩文

中建八局第二建设有限公司　　山东济南　　250000

摘要：针对曲面异形三角形铝板幕墙施工，目前主要采用构件式幕墙施工。通过研究运用装配式铝板，采用构件式和装配式相结合，由厂家进行单元式铝板加工，减小现场工作量及施工难度，达到更优的设计、施工方案。洛阳奥林匹克中心项目部针对此类结构的特点，通过专家研讨、团队创新，开发出了“取消铝板幕墙横龙骨、大面积穿孔铝板幕墙预制装配式快速安装、竖龙骨插接式幕墙结构体系施工技术”，大大缩短了施工工期、降低施工难度，真正做到了降本增效的目的。

关键词：曲面异形；预制装配；插接；快速建造

Discussion on construction technology of plug-in curved irregular triangular aluminum plate curtain wall

XU QingYing  GAO JianXi  YANG MengKun  JIN HaoWen

Decoration Company of China Construction Eighth Engineering Bureau Second Construction Co., Ltd.,　　JINan　　250000

Abstract：For the construction of curved triangle aluminum curtain wall, the construction of component-type curtain wall is mainly used at present. Through the study of the use of assembled aluminum plate, the combination of component type and assembly type, the manufacturer carries out unit aluminum plate processing, reduces the on-site workload and construction difficulty, and achieves a better design and construction plan. In view of the characteristics of such structures, through expert discussions and team innovation, the Luoyang Olympic Center Project Department has developed the construction technology of "cancelling the horizontal keel of aluminum curtain wall, large-area perforated aluminum curtain wall prefabricated rapid installation, and vertical keel plug-in curtain wall structure system construction technology", which greatly shortens the construction period and The degree has truly achieved the purpose of reducing costs and increasing efficiency.

Keywords：Curved surface; Prefabricated assembly; Insertion; Rapid construction

0引言

随着各地大剧院、体育场、文体中心等场馆的兴建，同时为了使建筑物的外观看起来更加美观，所以此类建筑中的外立面多采用大面积铝板幕墙作装饰[[1]]。在大量的设计与实际施工过程中，我们发现，传统的穿孔铝板幕墙（开放式幕墙），铝板加强筋外露呈现多余线条，施工工艺复杂，高空作业量大，施工周期长，造成其造价费用较高[[2]][[3]]，在工程实际运用中存在大规模推广的难度，而且传统开放式幕墙在使用过程中易受到热胀冷缩的影响，很容易损坏，使用寿命较短。通过在工厂进行穿孔板铝合金副框的加工及凹料框与凸料框插接连接安装，形成小单元铝板，从而形成预制装配式铝板幕墙体系，大大降低了安装难度及施工周期。

1  工程概况

洛阳市奥林匹克中心项目占地面积27.1万平方米，体育场幕墙分为:穿孔铝板幕墙、玻璃幕墙、普通铝板幕墙、栏板系统等。穿孔铝板幕墙位于7米平台以上依附钢结构外侧，约2.35万平方米，外侧穿孔铝板幕墙有17934块，每个异形面板的加工尺寸都不同，安装要求极高，现场充分利用了犀牛GH的参数化提料，及利用装配式施工方法、工厂进行铝合金副框与铝板的加工安装，现场直接进行铝板打钉安装，将幕墙效果一次做成型。

2  工程重难点

本工程采用曲面异形铝板幕墙，铝板数量庞大、各铝板构件尺寸均不一致，给现场施工带来一定的难度，具体表现在以下几个方面：

1、铝板数量繁多。穿孔铝板共计17934块，若按照常规铝板幕墙从竖龙骨安装、横龙骨安装、铝板幕墙安装施工，安装周期及成本及高。

2、大面积铝板易变形。本项目常规大面积铝板幕墙受热胀冷缩影响，整体及易变形，通过取消常规铝板加强筋，在工厂进行穿孔板铝合金副框的加工及凹料框与凸料框插接连接安装，现场仅两边用不锈钢自攻钉固定定位，板块在重力的作用下处于自由悬挂的状态，所以板块的受力和抗热胀冷缩的能力均能达到较好的性能。

3、施工精度要求高。铝板安装精度必须控制在毫米级，才能保证铝板缝隙大小均匀。所以需要求曲面幕墙龙骨弧度尺寸安装精度高。如何保证安装精度的本工程的一大难点。

3  施工工艺流程及创新点

3.1具体施工工艺流程如下：

图3.1-1  工艺流程图

主要施工工艺流程：

3.1.1 主体钢结构复测

使用全站仪、扫描仪进行主体钢结构进行点位复测复测，同时对钢结构tekla模型、幕墙犀牛模型，进行综合设计检查。经现场复测，所有的主体钢结构复测数据均在允许偏差范围内。可以进行下一步施工。

图3.1.1-1  复测模型

3.1.2 加工厂进行铝板单元化加工

采用在加工厂进行小单元铝板拼装深加工的方式实现减少现场工作量，在铝板背部增加铝合金副框，采用插接方式进行固定，以铝合金附框代替铝板加强筋，同时取消幕墙副龙骨，相当于将幕墙的副龙骨与铝板预加工，通过铆钉固定在一起，形成小单元铝板，现场直接进行铝板与主龙骨拼接安装。

由于铝板为三角形的造型，因此斜边与两垂直边产生锐角碰撞，经模型演示分析碰撞位置副框采取直切方式进行型材加工。通过模型与grasshopper软件的应用型材自动切割生成，最终导出每块铝板的装配明细，现场通过铝板尺寸编号安装到相应位置。

图3.1.2  直切型材示意图

3.1.3 转接件根据复测数据下单

因现场为大空间曲面异形三角形铝板幕墙，为确保数据的准确性需要测量多个点位，在主体钢结构各点位复测无误后，利用Navisworks软件整合土建revit模型、钢结构tekla模型、幕墙犀牛模型，进行综合设计检查，与主体结构进行碰撞分析。将实际主体结构呈现，进而开展龙骨模型绘制，通过绘制的龙骨三维模型，统计龙骨三维坐标导入表格。通过三维模型技术在模型中给每一根龙骨及其转接件编号按照编号，侧重关注构造复杂，现场有可能产生问题的特殊位置，输出含有龙骨规格、尺寸、数量及定位坐标信息的excel表格完成对龙骨及转接件提料及定位的批量操作。

3.1.4 穿孔铝板安装

由于穿孔铝板已经在厂家进行了铝合金附框的加工安装工作，所以现场只需在铝板的竖向边用不锈钢自攻钉固定定位即可。

1、穿孔铝板安装由下至上依次进行安装，在施工前，应进行底面铝板的打点定

位工作，确定具体的安装位置。

图3.1.4-1 现场穿孔铝板安装

2、因为铝板采用grasshopper软件进行碰撞生成，每一块铝板尺寸均不相同。按照铝板编号将铝板用不锈钢自攻钉固定在竖龙骨骨架固定位置上，铝板角码与钢骨架接触处应加设一层胶垫，起防腐减噪作用。铝板与铝板之间的缝隙控制在16mm，误差不得超过2mm。

3.2创新点

3.2.1新型三角形插接铝板幕墙系统

由加工厂将副框预加工于铝板背部，在设计副框时通过力学计算分析出最优的插接系统尺寸，得出结论后开模加工副框，并在设计时考虑到为避免机械摩擦，在插接系统中的铝凸条两侧附着胶条，增大摩擦力的同式也减少了机械摩擦。现场实际安装后总结出，不仅安装方便且对于安装时的铝板调整也是极为便利，除了遮挡了铝板缝隙，控制了外观效果，并且还缩短了安装工期，节约了人工成本。铝合金副框的采用增强了铝板的整体强度，取消了穿孔铝板常规加强筋的使用，具有充分的可调节性，能适应复杂变化的异形曲面造型，外观上干净整洁。

图3.2.1-1  复测模型示意图

3.2.2铝板工厂化小单元拼装加工技术

首先选取最佳尺寸将原三角穿孔铝板由39156块优化为19578块，通过铆钉将幕墙的副龙骨与铝板通过预加工固定在一起，形成小单元铝板，并将铝板通过模型优化板块大小。由于铝板为三角形的造型，因此斜边与其他两垂直边产生锐角碰撞，经模型演示分析碰撞位置副框直切与斜切的切割形式选取了直切，原因是双曲异型的造型致使铝板的尺寸重复率极低，因此增加了大量的副框切割尺寸数据统计工作，复杂的尺寸数据对实际应用加工方面造成很大影响，严重影响材料到场时间。经设计策划，决定由加工厂小单元拼装深加工铝板的方式实现减少现场工作量，从而缩短现场所需施工时间，通过在铝板背部增加副框，相当于将幕墙的副龙骨与铝板预加工，通过铆钉固定在一起，形成小单元铝板。

3.2.3曲面异型三角形铝板幕墙快速施工技术

在结构复核上，第一时间通过三维扫描技术进行结构复核，快速将结构问题反馈到模型中，形成点云，通过碰撞分析优化模型后深化转接件与龙骨，转接件与龙骨上通过模型确定各处三维坐标，提前拼装，然后由全站仪现场定位打点安装，过程中龙骨氟碳面漆紧跟其后，面材方面铝板通过工厂化加工外加副框，组成小单元形式，节省了现

场副龙骨施工工序，使得龙骨安装与面材安装可以衔接，避免了空档期，并且横向、斜向的插接系统有利于后期的铝板调整。

穿孔板施工周期在本工程总进度计划中占据关键线路，实体视觉样板得到了业主的高度认可，不仅节省了时间，而且节省人工及材料的成本。最终完成了2.22万㎡曲面异型三角形铝板安装的艰难任务。

4  结语

1、通过此次研究，能指导曲面异型三角形铝板幕墙的安装更科学、合理、美观。装配式单元体的应用减少了环境污染，节省了工期。

2、科学的施工工艺有效的减少了施工人员的投入，减少了工序穿插，降低了外幕墙施工的工序间歇，更好的契合了工厂化、装配式施工的趋势，现场施工更精确、更环保，更安全，具有较好的应用前景和社会效益。

3、此次研究解决了大面积曲面异形穿孔铝板现场施工工艺繁琐、施工周期长的问题，单块铝板面积约1㎡，对类似超大板块曲面异形铝板幕墙的单元板块加工安装有需做进一步研究。

参考文献

[1]郑成龙 张守萍.异形双曲面单元板块铝板幕墙施工技术[J].建筑施工，2022，（10）：97-104

[2] 雷梓斌.平板异形板块组合成双曲面幕墙的技术要点[J].广东建材，2009，25（09）：36-43

[[3]] 梁贵登 程小剑.异形曲面菱形折拼铝板幕墙施工技术[J].施工技术，2019，48（16）：78-84

作者简介：杨梦坤,1998年,男,大学本科,助理工程师,山东省历下区文化东路16号中建文化广场B座19层,250000,1569141562@qq.com,18338783661