点支式玻璃幕墙施工精度控制的研究

刘铁强,李 俊

(九冶建设有限公司第一工程公司,咸阳 712000)

随着现代建筑技术的日新月异,点支式玻璃幕墙已经成为了高层建筑外立面的主要形式之一[1]。与传统的幕墙系统相比,点支式玻璃幕墙具有透明度高、轻质化、施工方便等优点。其施工精度直接关系到玻璃幕墙的应力和变形,影响其自稳能力、抗震能力和防爆性能等,因此对点支式玻璃幕墙的施工质量及施工精度的控制显得尤为重要[2,3]。结合实际工程案例,研究点支式玻璃幕墙施工精度控制技术,并对点支式玻璃幕墙垂直度安装偏差和相邻两接驳爪中心对角线差两个指标进行分析,研究其对玻璃幕墙应力和应变的影响,对点支式玻璃幕墙的精度进行有效控制,确保幕墙系统的使用安全与可靠性。

1 工程概况

某现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构建筑共有3层,为展览馆建筑。首层结构层高为4.20 m,其余层高均为3.50 m,总高度为11.2 m。建筑平面呈规则矩形,横向长度为33 600 mm,横向柱间距均为4 800 mm,轴编号分别为1轴～8轴;纵向宽度为16 200 m,纵向柱间距为6 600 mm+3 000 mm+6 600 mm,轴编号分别为A轴、B轴和C轴。建筑采用玻璃幕墙,玻璃类型为10 mm+1.52 mm+10 mm钢化夹层强化玻璃,玻璃尺寸为2.0 m×2.0 m,单层厚度为10 mm。玻璃连接铁件为X型式,采用4点支承。玻璃支承螺栓为背栓式、支撑结构为玻璃肋支撑桁架,玻璃紫外线阻隔率达到99.9%。

2 点支式玻璃幕墙施工精度控制研究

换乘中心点支式玻璃幕墙安装效果如图1所示。点支式玻璃幕墙的施工精度控制是一项非常关键的工作,这是因为其施工精度直接关系到玻璃幕墙的应力和变形,影响其自稳能力、抗震能力和防爆性能等[4]。在点支式玻璃幕墙施工中,为了保证其施工精度,有必要使用精确定位的激光仪或平板测量玻璃幕墙各个位置的尺寸,并与设计图纸进行比对,以确定所有尺寸的准确性;在安装点支式玻璃幕墙前,需要进行再次检查,以确保支架位置准确无误,这包括有关墙体垂直度、水平度和平面度的检查,以及玻璃板与支架接触面的检查;粘接剂是玻璃幕墙的重要组成部分,质量必须得到控制,粘接施工时需要对粘结剂质量进行检查,确保它们与表面之间的粘接质量达到要求,从而确保玻璃幕墙的精度和安全。支架安装时需精确定位和测量其高度和水平度,以确保支架的高度精准符合安装要求[5,6]。需要进行精确的定位和测量来确保支架的位置,高度和水平度要符合要求;施工工人必须很好地掌握点支式玻璃幕墙安装的技术细节,了解材料的性能和相关的工艺要求,以保证其正确地安装玻璃幕墙。点支式玻璃幕墙施工精度控制要点如图2所示。

3 施工精度对点支式玻璃幕墙的应力变形影响

为研究点支式玻璃幕墙施工精度对其应力和变形的影响,选取2个重要的指标展开研究,分别是点支式玻璃幕墙垂直度安装偏差和相邻两接驳爪中心对角线差,研究施工精度对点支式玻璃幕墙的应力应变的影响[7,8]。

图3和表1为点支式玻璃幕墙垂直度安装偏差对玻璃挠度的影响。从图3中可以看出,随着垂直度安装偏差的增加,玻璃不同位置处的挠度均呈现非线性增加趋势。在相同垂直度安装偏差条件下,跨中位移最大,跨中位移从0.21 mm增加至0.40 mm,增幅0.19 mm;长边中点位移和短边中点位移次之,且长边中点位移略大于短边中点位移,长边中点位移从0.15 mm增加至0.28 mm,增幅0.13 mm,短边中点位移从0.10 mm增加至0.26 mm,增幅0.16 mm;板中位移最小,板中位移从0.05 mm增加至0.11 mm,增幅0.06 mm。

表1 垂直度安装偏差对点支式玻璃幕墙变形和应力的影响

图4和表1为点支式玻璃幕墙垂直度安装偏差对玻璃应力的影响。从图4中可以看出,随着垂直度安装偏差的增加,玻璃不同位置处的应力均呈现指数增加趋势。在相同垂直度安装偏差条件下,跨中应力最大,跨中应力从11.37 MPa增加至54.56 MPa,增幅43.19 MPa;长边中点应力和短边中点应力次之,长边中点应力从10.77 MPa增加至43.09 MPa,增幅32.32 MPa,短边中点应力从9.60 MPa增加至36.60 MPa,增幅27.00 MPa;板中应力最小,板中应力从8.21 MPa增加至27.96 MPa,增幅19.75 MPa。

图5和表2为点支式玻璃幕墙相邻两接驳爪中心对角线差安装偏差对玻璃挠度的影响。从图5中可以看出,随着相邻两接驳爪中心对角线差安装偏差的增加,玻璃不同位置处的挠度均呈现非线性增加趋势。在相同相邻两接驳爪中心对角线差安装偏差条件下,跨中位移最大,跨中位移从0.31 mm增加至0.60 mm,增幅0.29 mm;长边中点位移和短边中点位移次之,且长边中点位移略大于短边中点位移,长边中点位移从0.27 mm增加至0.49 mm,增幅0.22 mm,短边中点位移从0.23 mm增加至0.50 mm,增幅0.27 mm;板中位移最小,板中位移从0.20 mm增加至0.29 mm,增幅0.09 mm。

表2 相邻两接驳爪中心对角线差安装偏差对点支式玻璃幕墙变形和应力的影响

图6和表2为点支式玻璃幕墙相邻两接驳爪中心对角线差安装偏差对玻璃应力的影响。从图6中可以看出,随着相邻两接驳爪中心对角线差安装偏差的增加,玻璃不同位置处的应力均呈现“S”型增加趋势。在相同相邻两接驳爪中心对角线差安装偏差条件下,跨中应力最大,跨中应力从22.41 MPa增加至46.02 MPa,增幅23.61 MPa;长边中点应力和短边中点应力次之,长边中点应力从21.35 MPa增加至41.98 MPa,增幅20.63 MPa,短边中点应力从20.13 MPa增加至35.89 MPa,增幅15.76 MPa;板中应力最小,板中应力从15.16 MPa增加至30.22 MPa,增幅15.06 MPa。

4 结 论

a.随着垂直度安装偏差的增加,玻璃不同位置处的挠度均呈现非线性增加趋势。在相同垂直度安装偏差条件下,跨中位移最大,长边中点位移和短边中点位移次之,且长边中点位移略大于短边中点位移,板中位移最小。

b.随着垂直度安装偏差的增加,玻璃不同位置处的应力均呈现指数增加趋势。在相同垂直度安装偏差条件下,跨中应力最大,长边中点应力和短边中点应力次之,板中应力最小。

c.随着相邻两接驳爪中心对角线差安装偏差的增加,玻璃不同位置处的挠度均呈现非线性增加趋势。在相同相邻两接驳爪中心对角线差安装偏差条件下,跨中位移最大,长边中点位移和短边中点位移次之,且长边中点位移略大于短边中点位移,板中位移最小。

d.随着相邻两接驳爪中心对角线差安装偏差的增加,玻璃不同位置处的应力均呈现“S”型增加趋势。在相同相邻两接驳爪中心对角线差安装偏差条件下,跨中应力最大,长边中点应力和短边中点应力次之,板中应力最小。