钢结构点支式玻璃幕墙系统设计施工技术应用探析

建材与装饰２００７年８月中旬刊　建筑与设计　钢结构点支式玻璃幕墙系统设计施工技术应用探析　龚景阳　（湖南六建装饰设计工程有限责任公司）　摘要：本文参照具体工程项目，并结合笔者多年工作实践，详细阐述了点支式玻璃幕墙系统的基本技术原理，设计参数和施工技术　流程，并对应用细节及发展方向作出了初步窥探。　关键词：钢结构：钢爪；玻璃幕墙：拉索安装　刖舌　点支式玻璃幕墙施工技术近年来在我国建筑幕墙得到了越　来越广泛的应用，它的全称为金属支承结构点式玻璃幕墙，按其　支撑受力体系的不同分为玻璃肋驳接点支式玻璃幕墙和钢结构　点支式玻璃幕墙两大类，点支式玻璃幕墙的应用，一开始就显示　了极强的生命力，它为建筑师们提供了广阔的设计空间，很大程　度上促进了建筑幕墙技术的发展和延伸，究其原因是其具有结　构的稳定性、玻璃的轻盈性及机械的精密性等优势。　１钢结构点支式玻璃幕墙系统的技术特点　钢结构点支式玻璃幕墙是指采用钢结构作为面玻的支撑受　力体系，在钢结构上伸出驳接件固定面玻的玻璃幕墙；支撑结构　分为驳接式、桁架驳接式、拉杆驳接式、网索驳接式，玻璃四角的　驳接件承受着风荷载和水平地震作用，钢结构可以是钢管、钢　杆、方通，也可以采用拉杆或拉索组成。点支式玻璃幕墙面玻的　支承点两种形式：一种是由支承头穿过两次玻璃，直接连接内外　两块玻璃，另一种是只连结内侧玻璃、外侧玻璃仍由结构胶黏　结。支承头多用钢爪支承，钢爪的形式有吊挂钢爪，Ｈ形钢爪、Ｘ　形钢爪等。　点支式玻璃幕墙设计技术要点：　点支式玻璃幕墙系统设计施工主要分为二大方面：即钢结　构和玻璃：　１。１钢结构的制作与设计技术要求　（１）钢结构的组合构件一般在工厂内完成并合理拼结，按照　点支式玻璃幕墙工程技术规程（ＣＥＣＳ１２７：２００１），钢结构尺寸的　允许偏差如下表：　技术要求Ｉ拼接单元节点ｌ　长度　　ｌ垂直度　尺寸允许偏差１　４．２．Ｏｍｍ　ｌ　≤１１２０００　Ｉ±１，ｌ２０ｏ（绝对误差≤５．Ｏｍｍ）　（２）驳接件的尺寸允许偏差如下表：　技术要求项目　水平间距差　水平高度差　相邻驳接件的水平度差　同层的高度差　１／ｌＯ００（Ｌ＜￣２０ｍ＇，　尺寸允许偏差　±１５ｒａ１ＮＯＯ（１／６００（Ｌ￣Ｌ＜３５　ｍ１　．ｍ　±１．５ｒａｍ　±１．５ｍｍ　＜５Ｏｒ￣ｅ）　１／５００（Ｌ≤ｌＯＯｍ１　１。２玻璃的制作及施工技术要求：　玻璃的磨边、开孔等加工必须在钢化前进行，钻孔直径要大　于玻璃板厚。玻璃尺寸的允许偏差如下表：　技术要求项１７　ｆ　边长　　ｆ对角线　　ｆ钻孔位　ｆ孔轴垂直度　尺寸允许偏差Ｉ　±１．Ｏｍｍ　１　：ｔ２．Ｏｍｍ　Ｉ　：ｔＯ．８ｍｍ　ｌ　：ｔＯ．２℃　孔洞边缘距板边大于或等于板厚的２倍。　１＿３注意事项：　（１）中空玻璃钻孔后，为防止惰性气体外泄，在玻璃孔周围　垫入一环形金属垫圈，并在金属垫圈与玻璃交接处用聚乙丁烯　胶片保证密封　（２）单片玻璃的磨边垂直度偏差不宜超过玻璃厚度的２０％。　（３）在施工现场，特别注意玻璃的固定孔不能作为搬动玻璃　的把手，起吊玻璃在玻璃重量允许的前提下，最好使用真空吸　盘。　２钢结构设计受力分析及刚度验算　按照点支式玻璃幕墙工程技术规程（ＣＥＣＳ１２７：２００１）的规　定，需对钢结构主件及附件荷载及内外受力刚度进行验算，并经　分析得出合理数据，以测定钢结构达到技术要求。　２。ｌ构件的内力分析：　２．１．１永久荷载作用下的内力　一般假定永久荷载仅由近玻璃侧弦杆单独承担，且不计构　造偏心所产生的弯矩（永久荷载对于按水平承力布置的构件产　生垂直弯矩，对于按垂直承力布置的构件产生轴力）。　２．１．２水平荷载作用下的内力　以平行弦空腹桁架为例：这类构件，在横向力作用下，首先　将其视为一相当的简支梁，计算其整体弯矩Ｍｄ，再将其视为一相　当的多层刚架近似计算由剪力产生的附加弯矩。如图１所示：　兰＊ｒ　ｖ．　ｈ・５５・　维普资讯 http://www.cqvip.com 建筑与设计　（３）受拉构件的容许长细ｔｔ：［Ａ］＝２５ｏ。　建材与装饰２００７年８月中旬刊　方法相同。②在地面划出水平桁架支座耳板的中心线。③在水平　桁架上划好玻璃分格线，同时测出并画好标高线。④将水平桁架　上的中心点与耳板中心线重叠焊好报验。　３钢爪的荷载计算　作用在玻璃上的各种荷载转换到钢爪的情况如下：　（１）玻璃的自重转换为钢爪的Ｙ轴方向集中力。　（２）作用在玻璃上的风荷载可转换为钢爪的ｘ轴方向集中　力。　５．１．４水平拉索安装　①将过载保护器与水平拉索两端用销轴固定到位。②两端同时　用电动葫芦将过载保护器吊到支座安装位置，用销轴固定。③用吊　锤钢尺检验垂直度偏差，正旋拧紧调整螺丝，将拉索收紧到初步预　（３）幕墙玻璃平面外地震作用转换为钢爪的ｘ轴方向集中　力。　应力阶段，以螺丝水平进出位移值控制。④用水准仪测量水平位置　偏差，允许偏差为３ｍｍ。用测力扳手轮流按８０％、９０％、９５％、１００％４　级施加拉力；每级按对称原则逐根拉紧，每级每次拉力偏差不超过　（４）接驳件的自重可转换为钢爪的Ｙ轴方向集中力，一般取　０．０２～０．０３ＫＮ。　ｂ％。水平索拉紧顺序为：１，１１，１０，２，３，９，８，４，５，７，６ｆ拉索按自上而下　（５）钢爪臂的自重可转换为钢爪Ｙ轴方向集中力。　（６）作用在玻璃的各种荷载（ＫＮ／ｍｚ）转换为钢爪的集中力计　算公式为：　Ｐ＝ｑｘＡ／ａ　作用在钢爪单臂上的各种集中荷载，即有上面所讲　（１）（２）（３）（４）四种情况。　４工程概况　某工程位于长沙市黄金商业圈内，综合楼主楼高１８层，地　下室２层，总高度７３．６ｍ，总建地面积近３２０００ｍ２，低层饰面采用　于挂石材和复合板幕墙，高层均为玻璃幕墙，抗震设计按Ⅷ度设　防；幕墙工程要求不但要起到外饰作用，设计还应具备抗低压，　水密性，气密性和抗震要求。技术指标：雨水渗透性能达到Ｉ级，　即可开启部分：Ｐ￣＞５ＯＯＰａ，固定部分Ｐ￣＞２５００Ｐａ；空气渗透性能　达到Ｉ级，风压变形性能达到Ｉ级；钢结构最大温差４１℃，玻璃　最大温差值８０℃，钢管、镀锌钢槽，钢棒为Ｑ２３５材质，不锈钢拉　杆，钢爪（ｘ型），扣件应符合国标ＧＴＢ１２２０，其它材料质量须符　合有关规范和标准。　５施工技术及质量控制　５．１钢结构件的安装　５．１．１预埋件的施工　①在钢结构安装时，确定立面幕墙的垂直面ｆ即玻璃外皮垂　直面），将玻璃外皮投影在地面上，弹出基准墨线。②用经纬仪将　该线投测到墙体上，弹线确定埋件的中心线。根据图纸尺寸向室　内后退重５４ｍｍ，即为拉索柱脚的中心线ｆ垂线）位置。③根据玻　璃水平分格线，每层玻璃的标高水平胶缝中线即为每层拉索的　水平中心位置线ｆ水平线１。④水平线与垂直线交点即为预埋件的　中心点。⑤根据玻璃水平分格即可确定每件预埋件必须调到的　理论位置。⑥实测每件预埋件现有表面到理论放线的位置，即可　确定每件预埋件的调整量，做好记录。　５．１．２支座的安装　①将水平支座在地面划好中心交线备用。②将调整好的预　埋件按１项的放线方法重新放线重侧面预埋件的中心位置。③　点焊完毕后重新复测１次，无误后按图纸要求焊接完毕后报验，　并涂防腐、防火涂料。　５．１．３地面支座及水平桁架上支座板的安装　①地面预埋件的调整、地面支座的焊接与侧面埋件的处理　・５６・　顺序编号１。　５．１．５竖直拉索安装　①将拉索两端调整丝调到最近距离，以能锁上为宜。②在水　平桁架上端固定重个定滑轮：吊装上端拉索。③先固定上端拉索　头，再固定下端拉索头。④同时收紧两端紧固丝，至最初加力状　态，依次安装ｆ方法同水平拉索。垂直索拉紧顺序为：　１，１５，１４，２，３，１３，１２，４，５，１１，１０，６，７，９，８ｆ拉索按自左而右顺序　编号１。　５．１．６预应力的施加　①水平拉索预应力施加４人分别在水平拉索两端用扳手同　时收紧螺丝加力，加力值根据技术部门提供的索头水平位移来　控制。②竖直拉索预应力施加直接在拉索头上用扳手调整，方法　同水平索。　张拉索的预应力施加：可采用控制旋紧索具接头螺纹副的　旋紧力矩了方法进行。此时，根据索具接头螺纹规格尺寸及预紧　力矩值：采用扭力矩扳手，控制旋紧螺母的旋紧力矩大小：达到　预紧力的要求。　Ｔ＝Ｆｄｔａｎ（ａ＋ｅ）　（１）　式中：卜预紧力，（Ｎ）；『＿＿螺纹升角；ｅ——螺纹当量磨　擦系数，取０．５：ｄ——螺纹中径，（ｍｍ）。　ｆ１１式中简化为Ｔ＝ＫＦｄ，Ｋ＝Ｏ．１２　０．２　５．１．７十字压块的安装　竖向及水平拉索预应力施加完毕．在十字正交点安装压块，　用螺丝压紧即可。　５．１．８不锈钢爪安装　（１）不锈钢爪用螺丝与拉索压块连接。　（２）用水平尺在水平与竖直方向调整钢爪位置，紧固螺母，　固定钢爪。　５．２玻璃的安装：　（１）玻璃安装的准备工作　①玻璃安装前应检结构主支撑的垂直度、标高、横梁的高度　和水平度是否符合设计要求，特别要注意安装孔位的复查。　②安装前必须用钢刷局部清洁钢槽表面及槽底，驳接玻璃　底部的ｕ型钢槽应加氯丁橡胶垫块于距玻璃边缘１／４宽度处。　③安装前，应清洁玻璃及吸盘，根据玻璃重量及吸盘规格确　定吸盘个数。　④安装前，应先检查驳接钢爪的安装位置是否准确。　（２）现场安装玻璃时，应先将驳接头与玻璃在安装平台上装　配好，然后再与驳接爪进行安装。为确保驳接头处的气密性和水　维普资讯 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建材与装饰２００７年８月中旬刊　建筑与设计　论师法自然与生态化相结合的园林设计思想　靳海涛林叠　（深圳市市政工程设计院）　摘要：随着人民生活水平的提高，越来越多的人关注城市管理生活环境的舒适度。我国城市绿化得到长足发展，越来越多的生态场　所、人性场所出现在人民的眼前。但许多绿地形式单调、功能单一、维护投入大，而重景观、轻生态以及过分追求“一次成型”的状态也远未　改变，影响了城市绿地系统的健康和服务功能。本文就此论述了如何让真正的生态和人性在我们的设计中体现；如何在众多的观点中体　现自己的想法等相关的问题。　关键词：园林绿地；设计；生态；思想　１园林绿地系统的意义　所ｆＳｈｅｈｅｒ）越来越特化，人们在四季有空调的建筑物内感到“舒　适”，越来越依赖局部大气、温度、制造系统、交通运输系统，这种　森林进城、生态优先，生态园林得到普遍倡导，认识到绿地　矛盾的二重性需要一个中介来进行调和，无论是环境还是心理　的生态环境效益不仅取决绿化的覆盖面积（覆盖率）和占地面积　都需要这种调和，能承担这种功能上和空间上的调和作用只有　（绿地率），而且取决于空间结构和绿地类型，以及构成绿地的生　依靠园林绿地生态系统，它是连接人工环境系统和自然生态系　物群落类型。但生态优先、生态原则往往成为一种虚化的概念性　统的桥梁。只有当园林绿地生态系统成为人居环境的主体部分　招牌，无法体现在绿地的工程实体中。环城、交通干道的绿带建　和连接人工环境与自然环境生态系统的桥梁，才能实现“人居环　设存在盲目攀比现象，但对其作用的认识非常模糊，一些工程规　境建设本身就是人与自然相互联合和作用的一种形式，理想的　划不符合国情。以人为本、天人合一成为挂在嘴边的一句话，以　人居环境是人与自然的和谐统一”。　人为本就是满足人的需要，但是人的需要是多方面的，怎样去取　舍？天和人怎样才能合一，或者接近合一？　２中国的景观专业　人居环境地，是人类聚居生活的地方，是与人类生存活动密　切相关的地表空间，是人类在大自然赖以生存的基础，是人类利　景观的概念从古代形成沿用至今，在西方文艺复兴时代建　用自然、改造自然的主要场所。在空间上，人居环境又可以再分　筑与园林的结合就难解难分，意大利巴洛克时代进一步辉煌，　为生态绿地系统与人工建筑系统两大部分。城市作为人居环境　１８５０年后进入城市华高潮时期。城市发展、社会生活的提高愈显　的典型类型离不开生态系统的生物物质、能量，离不开经过长期　推动园林专业的发展的重要，当时的景观主要涉及内容是庭院、　演化获得的大气环境、光热环境、水环境，以及由此而产生的心　公共绿地以及城市绿地系统。１９００年，Ｏｌｍｓｔｅｄ之子Ｆ．Ｌ．Ｏｌｍｓｔｅｄ　理机制。但是现代城市人居环境越来越向自然环境异化方向发　和Ａ．Ａ．Ｓｈａｒｃｌｉｆ首次在哈佛大学第一个开设了景观规划设计专　展，人类的居室、办公楼受到人工控制的程度越来越大，城市的　业课程，并在全国首创了４年制的景观规划设计专业学士学位。　空间，甚至局部大气越来越多地被人造物所充塞，所建造的庇护　以后其他学校逐渐开设园林专业，中国园林专业的发展也主要　密性，必须使用扭矩扳手。根据驳接系统的具体规格尺寸来确定　打胶的胶尾，以保证两次打胶的连接紧密。　扭矩大小，按标准安装玻璃时，应始终保持悬挂在两个驳接头　⑥玻璃胶修饰好后，应迅速将粘贴在玻璃上的胶带撤掉，玻　上。　璃胶固化后，应清洁内外玻璃，做好防护标志查校对钢施工的质　（３）现场安装后，应调整上下左右的位置，保证玻璃水平偏　量，要求安装幕墙的钢结构、钢筋符合规范。安装完毕后，玻璃幕　差在允许范围内。　墙系统按设计要求及规范验收。　（４）玻璃全部调整后，应进行整体立面的平整度的检查。　（５）玻璃打胶　６结语　①打胶前应用工业乙醇和干净的毛巾擦净玻璃及钢槽打胶　点支式玻璃幕墙安装技术经过建筑设计师们不断地研究创　的部位。　新，近年已得到迅猛发展，特别是对于高层建筑来说，设计应用　②驳接玻璃底部与钢槽的缝隙用泡沫胶条塞紧，保证平直，　技术已日趋完善，因其相对宽阔的设计想象空间和施工技术方　并预留净高８ｒａｍ一１２ｒａｍ的打胶厚度。　面的诸多优越性，点支式玻璃幕墙技术必将得到更加广泛的工　③打胶前，在需打胶的部分粘贴保护胶纸，注意胶纸与胶缝　程应用，并成为未来建筑幕墙技术研究发展的主流方向。　要平直。　④打胶时要持续均匀，操作顺序一般是：先打横向缝后打竖　参考文献　向缝；竖向胶缝宜自上而下进行，胶注满后，应检查里面是否有　【ｌＪ点支式玻璃幕墙工程技术规程（ＣＥＣＳ１２７：２００１）．　气泡、空、断缝、夹杂，若有应及时处理。　【２】钢结构设计规范（ＧＢＪ１７—８８）．　⑤隔日打胶时，胶缝连接处应清理打好的胶头，切除前次时　【３１李存权编著结构稳定和稳定内力２０００．３．　・５７・