异形曲面菱形折拼铝板幕墙施工技术探究

发表时间:2020/5/21   来源:《基层建设》2019年第33期   作者:杨波
[导读] 摘要:众所周知,作为装饰建筑的墙体,幕墙拥有其他建筑结构所无法替代的作用。
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        摘要:众所周知,作为装饰建筑的墙体,幕墙拥有其他建筑结构所无法替代的作用。文章所研究主体为异形铝板幕墙,先对此类幕墙的施工要点进行了概括,随后,以实际应用情况为依据,围绕此类幕墙所适用施工技术展开了讨论,内容以钢龙骨和3D技术为主,供有关人员参考。
        关键词:菱形折拼;异形幕墙;曲面铝板
        前言:不断提高的生活水平,促使越来越多人开始关注起精神生活,对建筑提出的要求,逐渐由功能性向美观性进行转变。作为近几年兴起并得到广泛使用的新型幕墙,异形幕墙对连接、安装的要求较高,只有以此类幕墙的特点为依据,对适用的技术加以确定,才能既保证施工的可靠性,又使建筑的美观性得到强化。
        1异形幕墙的施工要点
        1.1龙骨较易变形
        圆钢管龙骨的焊接单元为菱形,数量多达150榀,各单元的弧度和大小均存在明显差异,如何为焊接精度提供保障,自然成为人们关注的焦点。研究表明,对钢龙骨而言,常见的变形形式,主要有以下几种:拉伸变形、挤压变形、收缩变形、系统变形。其中,出现拉伸变形的原因,主要是对平地组装的钢龙骨进行立面吊装;挤压变形往往是运输振动所导致的;钢龙骨在经历高温焊接和冷却后,极易出现收缩变形的情况;系统变形则取决于承载面板的温度及重量是否发生变化。上述问题的出现,均会给施工质量带来一定影响,应当引起重视。
        1.2放线定位难度大
        幕墙四角的形状为倒圆弧,各层倒圆弧的弧度,往往存在一定差异。另外,贯通于菱形板的弧线并不存在固定规律,错位关系在幕墙层较为常见,多数情况下,钢结构和幕墙龙骨并不处于相同立面,只有单独进行放样,才能使龙骨安装质量得到保证,由此而引发的问题,主要是对面板进行测量定位的难度有所增加,这也直接影响了放线定位的难度[1]。
        事实证明,3D立体测量放线的精确度,往往较其他方式更高。在施工开始前,有关人员应以项目特点为依据,对可作为参照物的基准点进行设置,这样做可以使误差得到较大幅度的减小。另外,外部因素也是导致基准线、基准点无法确定准确位置的原因之一,有关人员应利用棱镜、全站仪,反复核实标线位置,只有这样才能使施工精度获得有力保障。
        1.3安装铝板效率低
        铝板幕墙的特点是造型相对复杂,造型所呈现出弧面并不规则。目前,被用于对铝板进行穿孔的样式较多,不同规格铝板往往适合不同样式,虽然这样做保证了制作效果,却在无形中增加了成本,如果以常规方式进行下料,无论是精度还是速度,均无法得到保证。
        另外,制作铝板时,尺寸、拼折角度和穿孔图案的差异,导致对进出位置、安装角度进行调整的难度较大,对整体进行排列时,有关人员并无规律可以参考。以穿孔尺寸、类型为依据,可将铝板划分成1000余种不同的样式,要想顺利将每种样式安装到位,难度极大,这也是需要解决的问题。
        2异形幕墙的施工技术
        现阶段,最常被用于建筑施工的金属幕墙,其形式主要有铝单板、蜂窝板和复合板,其中,使用频率较高的为铝板幕墙,基于此所衍生出的异形铝板幕墙,已成为热议的话题,对其进行施工所适用技术,主要包括以下几项:
        2.1钢龙骨
        在工厂完成分块组装钢龙骨的工作并利用相关工艺对其进行加工前,有关人员应先对加工图进行绘制,再借助BIM之“手”完成放样。另外,在对钢龙骨进行大量制作前,有关人员应通过工艺试验的方式,对以下内容加以明确:焊接电流、焊条规格、焊机参数和最终效果,对焊接、切割数据加以明确,全面掌握工艺误差情况,分析导致误差出现的原因。在开展焊接作业时,有关人员可对试验数据加以利用,为焊接效率、质量提供保证。需要注意一点,如果焊接钢件的厚度较厚,应对其进行预热处理,在施工流程中加入“矫正”的环节。
        通过反复的实践,最终确定对钢龙骨进行组装的流程如下:清理施工场地并放线——交叉焊接方钢管,再对铁块、十字铁板进行焊接——根据设计人员所提供数据,制作圆管剖口——焊接圆管、十字铁板,为焊接成果提供支撑——利用圆管对吊装单元进行拼接[2]。


        2.23D技术
        2.2.1模拟
        利用相关软件,模拟分析施工铝板,给定相应编号,保证安装顺序正确,通过适当的优化,使异形曲面铝板转化成四边形折板,保证端点均位于完成面。这样做既可以为外观效果提供保证,又能够减少铝板数量,降低施工成本。另外,如果铝板数量减少,施工速度就会有所提升,这便是模拟技术的价值。
        幕墙施工的关键环节是钢龙骨施工,由于钢龙骨造型较为扭曲,因此,在实际施工时,施工人员需面对难以高效完成空间定位的问题,即使给定允许出现误差的范围,下料难度仍然居高不下。利用相关技术,完成龙骨生成工作,对材料加工所需数据进行统计,其优势在于能够在较短的时间内,以较高的效率和精度完成项目的加工。本文所讨论幕墙的结构以钢结构为主,需要进行拼装,对精度的要求较高,常规施工方法,无法很好地消化安装误差。3D技术的出现,为此项工作提供了全新的思路,即:建立符合安装流程的BIM模型,通过反复的模拟与演示,明确施工方案的调整方向;根据所确定施工方案拼装龙骨,形成单元榀架;利用吊机将榀架由工厂吊至施工现场,根据由BIM所生成定位点,确定施工定位并对放线进行测量,为榀架焊接的精确度提供保证。
        2.2.2扫描对比
        利用3D技术,扫描所安装钢结构,以所处理数据为依据,对结构模型进行建立,通过对比设计模型、实际模型异同的方式,明确构件、钢结构在位置上的关系,如果发现有支座超长、支座长度不达标等问题存在,及时对其加以调整。对于弧形梁存在较大偏差的情况,有关人员应联合施工单位,对其进行高效整改,这样做的目的是避免结构偏差导致钢网架难以安装的问题发生。利用扫描技术,对弧形钢梁的模型进行建立,再将所确定控制点、轴网位置导入其中,方可为后续环节的开展提供参考。
        2.3钢龙骨3D技术
        首先,利用机器人完成放样作业,此机器人既支持BIM模型,又具备高效浏览并渲染的功能,因此,常被用于管理施工现场、对点位进行创建与放置。这样做的优势,主要体现在直观可视的方面,便于有关人员对方向位置加以控制。其次,在三维榀架的角点处,确定3个相应的点,将反射片分别贴在所确定点上,将榀架吊到相应的位置后,利用机器人内置的放样程序,对需要放样的坐标数据进行输入,再利用望远镜对十字丝进行照准,通过人工的方式完成调动龙骨的工作[3]。当然,如果存在需要远距离调动的情况,可以视情况决定是否对吊车加以利用,保证调动效果。最后,无论是运输还是装卸钢龙骨,有关人员都应当将单元网架作为保护的重点。
        事实证明,要想将单元网架被损坏的几率降到最低,有关人员应对以下内容引起重视:第一,将堆积在运输车上的网架数量控制在5片以内,通过提前标记的方式,避免网架混淆的情况发生;第二,在正式吊装前,对网架吊装点加以确定,对称网架需明确标高线、中心线,不对称网架需对安装方向进行标注,保证标记醒目且准确;第三,利用两点正吊的方式,平稳吊起榀架,由于两点正吊将吊点设置在龙骨中间,因此,无论是对中还是校正的难度,均明显小于其他方式;第四,分开堆放网架,按照从下至上的顺序分别吊装,在安装的同时校正位置并固定;第五,在条件允许的前提下,可对全站仪进行设置,用来辅助校正、定位等工作的开展,在永久固定之前,有关人员应进行多次校核,避免由于尺寸出现偏差,导致返工等情况出现。在进行试吊时,有关人员应对起吊速度严加控制,在保证吊点承受相近力度的基础上,将网架变形的几率将至最低,再将网架吊至特定位置,对预扣控制绳进行人工拉动,最后,对其进行焊接固定,并利用线锤对垂直角度进行检查。
        2.4安装铝板
        由4个三角板拼折而成的铝板,受三角板尺寸、拼折角度影响较为明显。这就要求有关人员利用建模技术,对三角板尺寸和拼折角度加以明确,再将其罗列在加工单上,供生产厂家参考。一般来说,在制作铝板时,厂家均会以特定角度为依据,对余料进行裁切,再顺次完成冲孔,弯折,打磨,焊接等环节。由于本文讨论幕墙的副龙骨材质为铝合金,特点是π形且带有一定波纹,另外,连接钢板底座的副龙骨,还具有可对安装角度进行调整的特点,上述特点的存在,均为安装质量与效果提供了保障。
        结论:通过上文的叙述能够看出,以3D为代表的信息技术的壮大,为建筑行业注入了发展和创新的动力,异形幕墙被使用在建筑中的频率也越来越高,如何为施工效率提供保障,自然成为有关人员面临的首要问题。上文以此类幕墙的特点为依据,围绕新技术的利用展开了讨论,希望能够在某些方面给人以启发。
        参考文献:
        [1]倪铭杰,章一峰,郝飞.浅析铝板平整度控制  以华东大峡谷生态养生园为例[J].中国建筑金属结构,2020(01):54-57.
        [2]屈胤儒.金属幕墙超限设计专项论证——成都招商大魔方14号楼铝板幕墙高度超限设计[J].中国建筑装饰装修,2019(12):82-83.
        [3]张瑜,余杰,刘习前,等.基于BIM5D的超长结构双曲面铝板幕墙施工工法[J].重庆建筑,2018,17(12):40-42.
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