陳俊松 李 兵

1. 無(wú)錫城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院 無(wú)錫 214153；2. 上海玻機(jī)智能幕墻股份有限公司 上海 200235

隨著建筑業(yè)的發(fā)展，各種復(fù)雜形式的幕墻在建筑中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，雙曲面就是其中應(yīng)用較為廣泛的一種[1,2]。雙曲面幕墻工程規(guī)模大，施工技術(shù)要求高，幕墻的設(shè)計(jì)制作、施工安裝的難度大。同時(shí)，開放式鋁板目前也應(yīng)用廣泛。相對(duì)于傳統(tǒng)的封閉式鋁板，開放式鋁板具有較好的變形能力、防水性能以及外觀效果。但由于施工工藝較為復(fù)雜，用于雙曲面幕墻時(shí)面臨諸多困難[3]。因此，本文依據(jù)具體的實(shí)例，從技術(shù)的角度對(duì)雙曲面開放式鋁板幕墻的施工過(guò)程、施工的特點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行分析探討。

1 工程概況

三亞波波利會(huì)所酒店項(xiàng)目所屬規(guī)劃區(qū)域東接三亞市，南臨大海，西接龍騰灣，北望九所新區(qū)，背山面海，總用地面積13 834 m2。該項(xiàng)目平面布局以中國(guó)具有悠久歷史的太極八卦形態(tài)為基本元素，將太極八卦的彼此融合滲透，陰陽(yáng)交感圖形意向充分融合在建筑平面布局中，在滿足基本功能條件下，使其平面布局以及交通流線的設(shè)計(jì)更為順暢合理，與建筑空間形態(tài)相互更好地交融（圖1）。

2 施工難點(diǎn)

本工程是自由度很高的雙曲面幕墻，采用開放式鋁板設(shè)計(jì)，給施工帶來(lái)一定的難度，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

圖1 波波利會(huì)所酒店項(xiàng)目效果圖

（a）幕墻設(shè)計(jì)任務(wù)量大。業(yè)主方僅提供了一個(gè)外立面的三維模型，要求依據(jù)此外皮模型將整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)并建造出來(lái)。且業(yè)主對(duì)工程質(zhì)量要求較高，開放式鋁板的豎向縫要求6 mm，橫向縫要求12 mm，在一定程度上增加了設(shè)計(jì)和施工的難度。這需要設(shè)計(jì)師進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，進(jìn)行幕墻構(gòu)件尺寸的計(jì)算。關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)還需要反復(fù)多次復(fù)核，精確地下料加工和安裝控制。

（b）雙曲面幕墻材料加工和運(yùn)輸要求高。由于曲面模型的特性增加了材料加工、制作和檢測(cè)的難度。此外，材料的堆放和運(yùn)輸?shù)囊笠草^高。

（c）施工精度要求高。鋁板的安裝精度必須控制在毫米級(jí)，才能保證鋁板縫大小均勻，而鋁板安裝精度高的前提是骨架安裝的誤差要小。如何保證較高的安裝精度是本工程面臨的一個(gè)難點(diǎn)。

3 重點(diǎn)施工過(guò)程介紹

3.1 現(xiàn)場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)掃描分析

為了避免原鋼結(jié)構(gòu)施工誤差對(duì)幕墻安裝的影響，本工程首先采用三維掃描儀，將現(xiàn)場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)掃描成點(diǎn)云，并通過(guò)點(diǎn)云建模，得到現(xiàn)場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)的施工模型，然后將鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際施工模型同理論模型疊加之后切片分析，得到了現(xiàn)場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)的誤差分布（圖2）。最后根據(jù)誤差分布圖調(diào)整了部分有碰撞區(qū)域的模型設(shè)計(jì)。

圖2 鋼結(jié)構(gòu)的理論模型與實(shí)際模型對(duì)比

經(jīng)分析，鋼結(jié)構(gòu)整體安裝精度較高，偏差大部分在50 mm以內(nèi)，局部地方超過(guò)50 mm，且基本都是往內(nèi)側(cè)偏移，不會(huì)影響鋁板及鋁板骨架的安裝。但有4 根梁和1 根斜柱，會(huì)影響吊掛式玻璃幕墻安裝。由于4 根梁不是主梁，局部切除便可消除影響。并通過(guò)調(diào)整鋁板的形態(tài)消除斜柱影響。

3.2 骨架和鋁板的設(shè)計(jì)

首先進(jìn)行了分格設(shè)計(jì)，思路如下：橫向縫12 m標(biāo)高以下除了入口外全部采用水平面切割，12 m標(biāo)高以上，采用傾斜的平面切割；豎向縫除2 個(gè)球體連接部分外全部采用通過(guò)圓心的垂直平面切割。這樣較好地解決了雙曲鋁板的加工問(wèn)題和骨架的布置問(wèn)題

然后進(jìn)行骨架設(shè)計(jì)。由于整個(gè)項(xiàng)目外形非常自由，面板定位安裝的精度非常高，而鋁板的直接定位難度很大。因此通過(guò)設(shè)計(jì)讓鋁面板同骨架之間產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，既解決了骨架的設(shè)計(jì)，又解決了鋁板的安裝。

這樣通過(guò)控制骨架的安裝精度，從而控制鋁板的安裝精度。其中豎向骨架是用一組特定的垂直平面切割項(xiàng)目鋁板外表皮，在鋁板面上得到一組單曲線條，再將此線條在此切割平面上向內(nèi)偏移300 mm即得到了豎向骨架的中心線位置。橫向鋁管骨架是鋁板橫向縫的中心線法向偏移120 mm即得到鋁管的中心線。

此外，針對(duì)雙曲面鋁板，每一塊鋁板的4 條邊線都優(yōu)化成單曲，即按照一定的角度，這塊鋁板的任意一條邊都能放置在一塊平板上，整條邊都能與平板結(jié)合。鋁板加強(qiáng)筋在三維模型中切割出來(lái)，能夠與雙曲鋁板完美貼合。而對(duì)于鋁板外立面有許多窗戶洞口，都暫時(shí)忽略掉窗戶的影響，將窗戶位置都看成是鋁板，這樣在進(jìn)行骨架設(shè)計(jì)和骨架安裝時(shí)就能大大簡(jiǎn)化工作，等骨架全部安裝完后，再將窗戶洞口的邊框焊接出來(lái)，最后將窗戶中間多余的鋼立柱割除。

3.3 骨架的加工和檢測(cè)

整個(gè)工程豎向骨架1 289 根，且每一根都不一樣，單根骨架都是一個(gè)非規(guī)則的變曲率形狀，加工的難度非常大。加工精度控制在±5 mm，每一根骨架在工廠加工時(shí)都經(jīng)100％檢測(cè)，在5 mm誤差控制線內(nèi)才合格并允許出廠。在檢測(cè)時(shí)采用1∶1打印放樣檢測(cè)圖，以控制加工誤差和找到安裝的點(diǎn)位。

材料至工地后，也是用同樣方法100％檢測(cè)復(fù)核，并在對(duì)應(yīng)位置做好安裝標(biāo)記點(diǎn)，通過(guò)這種方式能很好的控制材料的加工精度。

3.4 骨架和鋁板的安裝

本工程鋁板支座的調(diào)節(jié)距離是±20 mm，考慮施工誤差后理論上骨架的安裝誤差允許±15 mm，但實(shí)際上本工程骨架安裝控制誤差在±5 mm。如此高的安裝精度是本工程解決的一個(gè)難題，所采用的方法是多次校核。首先將基準(zhǔn)的軸線多次校核，確?；鶞?zhǔn)的軸線是100％的準(zhǔn)確。將每一根豎向骨架都通過(guò)基準(zhǔn)軸線直接定位安裝，由于將坐標(biāo)定位點(diǎn)都轉(zhuǎn)化為至特定點(diǎn)的距離，所以能夠確保定位的精度；然后橫向鋁管也是通過(guò)基準(zhǔn)軸線直接定位安裝，這樣就避免了誤差的累積，同時(shí)通過(guò)已經(jīng)安裝好的立柱和橫梁之間的實(shí)際距離（理論上法向距離180 mm），這樣還可以檢測(cè)立柱和橫梁的安裝精度。

3.5 防水施工

開放式鋁板的防水施工比較關(guān)鍵，本工程采用防水鐵皮進(jìn)行防水。為避免漏水，整個(gè)防水鐵皮都采用二保焊，屋頂?shù)姆浪F皮全部焊接，立面的防水鐵皮豎向焊接，橫向采用上壓下的搭接方式，最后再整體刷防水涂料，確保防水做到萬(wàn)無(wú)一失。

4 結(jié)語(yǔ)

雙曲面開放式鋁板幕墻應(yīng)從設(shè)計(jì)、材料加工和現(xiàn)場(chǎng)安裝進(jìn)行精確控制，以確保施工質(zhì)量。

（a）采用三維掃描得到現(xiàn)場(chǎng)原鋼結(jié)構(gòu)施工的誤差，并利用設(shè)計(jì)手段消除誤差的影響；采用三維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)進(jìn)行安裝設(shè)計(jì)，以保證整體設(shè)計(jì)的精度。

（b）材料加工時(shí)采用100％檢測(cè)，合格才能出廠；運(yùn)送到工地后再進(jìn)行100％復(fù)核，并做好安裝標(biāo)記點(diǎn)。

（c）采用多次復(fù)核的方法進(jìn)行安裝，并將鋁板的安裝與骨架的安裝聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)控制骨架安裝的精度來(lái)達(dá)到控制鋁板安裝的目的。