點支式玻璃幕墻施工精度控制的研究

劉鐵強,李 俊

(九冶建設有限公司第一工程公司,咸陽 712000)

隨著現代建筑技術的日新月異,點支式玻璃幕墻已經成為了高層建筑外立面的主要形式之一[1]。與傳統的幕墻系統相比,點支式玻璃幕墻具有透明度高、輕質化、施工方便等優點。其施工精度直接關系到玻璃幕墻的應力和變形,影響其自穩能力、抗震能力和防爆性能等,因此對點支式玻璃幕墻的施工質量及施工精度的控制顯得尤為重要[2,3]。結合實際工程案例,研究點支式玻璃幕墻施工精度控制技術,并對點支式玻璃幕墻垂直度安裝偏差和相鄰兩接駁爪中心對角線差兩個指標進行分析,研究其對玻璃幕墻應力和應變的影響,對點支式玻璃幕墻的精度進行有效控制,確保幕墻系統的使用安全與可靠性。

1 工程概況

某現澆鋼筋混凝土框架剪力墻結構建筑共有3層,為展覽館建筑。首層結構層高為4.20 m,其余層高均為3.50 m,總高度為11.2 m。建筑平面呈規則矩形,橫向長度為33 600 mm,橫向柱間距均為4 800 mm,軸編號分別為1軸～8軸;縱向寬度為16 200 m,縱向柱間距為6 600 mm+3 000 mm+6 600 mm,軸編號分別為A軸、B軸和C軸。建筑采用玻璃幕墻,玻璃類型為10 mm+1.52 mm+10 mm鋼化夾層強化玻璃,玻璃尺寸為2.0 m×2.0 m,單層厚度為10 mm。玻璃連接鐵件為X型式,采用4點支承。玻璃支承螺栓為背栓式、支撐結構為玻璃肋支撐桁架,玻璃紫外線阻隔率達到99.9%。

2 點支式玻璃幕墻施工精度控制研究

換乘中心點支式玻璃幕墻安裝效果如圖1所示。點支式玻璃幕墻的施工精度控制是一項非常關鍵的工作,這是因為其施工精度直接關系到玻璃幕墻的應力和變形,影響其自穩能力、抗震能力和防爆性能等[4]。在點支式玻璃幕墻施工中,為了保證其施工精度,有必要使用精確定位的激光儀或平板測量玻璃幕墻各個位置的尺寸,并與設計圖紙進行比對,以確定所有尺寸的準確性;在安裝點支式玻璃幕墻前,需要進行再次檢查,以確保支架位置準確無誤,這包括有關墻體垂直度、水平度和平面度的檢查,以及玻璃板與支架接觸面的檢查;粘接劑是玻璃幕墻的重要組成部分,質量必須得到控制,粘接施工時需要對粘結劑質量進行檢查,確保它們與表面之間的粘接質量達到要求,從而確保玻璃幕墻的精度和安全。支架安裝時需精確定位和測量其高度和水平度,以確保支架的高度精準符合安裝要求[5,6]。需要進行精確的定位和測量來確保支架的位置,高度和水平度要符合要求;施工工人必須很好地掌握點支式玻璃幕墻安裝的技術細節,了解材料的性能和相關的工藝要求,以保證其正確地安裝玻璃幕墻。點支式玻璃幕墻施工精度控制要點如圖2所示。

3 施工精度對點支式玻璃幕墻的應力變形影響

為研究點支式玻璃幕墻施工精度對其應力和變形的影響,選取2個重要的指標展開研究,分別是點支式玻璃幕墻垂直度安裝偏差和相鄰兩接駁爪中心對角線差,研究施工精度對點支式玻璃幕墻的應力應變的影響[7,8]。

圖3和表1為點支式玻璃幕墻垂直度安裝偏差對玻璃撓度的影響。從圖3中可以看出,隨著垂直度安裝偏差的增加,玻璃不同位置處的撓度均呈現非線性增加趨勢。在相同垂直度安裝偏差條件下,跨中位移最大,跨中位移從0.21 mm增加至0.40 mm,增幅0.19 mm;長邊中點位移和短邊中點位移次之,且長邊中點位移略大于短邊中點位移,長邊中點位移從0.15 mm增加至0.28 mm,增幅0.13 mm,短邊中點位移從0.10 mm增加至0.26 mm,增幅0.16 mm;板中位移最小,板中位移從0.05 mm增加至0.11 mm,增幅0.06 mm。

表1 垂直度安裝偏差對點支式玻璃幕墻變形和應力的影響

圖4和表1為點支式玻璃幕墻垂直度安裝偏差對玻璃應力的影響。從圖4中可以看出,隨著垂直度安裝偏差的增加,玻璃不同位置處的應力均呈現指數增加趨勢。在相同垂直度安裝偏差條件下,跨中應力最大,跨中應力從11.37 MPa增加至54.56 MPa,增幅43.19 MPa;長邊中點應力和短邊中點應力次之,長邊中點應力從10.77 MPa增加至43.09 MPa,增幅32.32 MPa,短邊中點應力從9.60 MPa增加至36.60 MPa,增幅27.00 MPa;板中應力最小,板中應力從8.21 MPa增加至27.96 MPa,增幅19.75 MPa。

圖5和表2為點支式玻璃幕墻相鄰兩接駁爪中心對角線差安裝偏差對玻璃撓度的影響。從圖5中可以看出,隨著相鄰兩接駁爪中心對角線差安裝偏差的增加,玻璃不同位置處的撓度均呈現非線性增加趨勢。在相同相鄰兩接駁爪中心對角線差安裝偏差條件下,跨中位移最大,跨中位移從0.31 mm增加至0.60 mm,增幅0.29 mm;長邊中點位移和短邊中點位移次之,且長邊中點位移略大于短邊中點位移,長邊中點位移從0.27 mm增加至0.49 mm,增幅0.22 mm,短邊中點位移從0.23 mm增加至0.50 mm,增幅0.27 mm;板中位移最小,板中位移從0.20 mm增加至0.29 mm,增幅0.09 mm。

表2 相鄰兩接駁爪中心對角線差安裝偏差對點支式玻璃幕墻變形和應力的影響

圖6和表2為點支式玻璃幕墻相鄰兩接駁爪中心對角線差安裝偏差對玻璃應力的影響。從圖6中可以看出,隨著相鄰兩接駁爪中心對角線差安裝偏差的增加,玻璃不同位置處的應力均呈現“S”型增加趨勢。在相同相鄰兩接駁爪中心對角線差安裝偏差條件下,跨中應力最大,跨中應力從22.41 MPa增加至46.02 MPa,增幅23.61 MPa;長邊中點應力和短邊中點應力次之,長邊中點應力從21.35 MPa增加至41.98 MPa,增幅20.63 MPa,短邊中點應力從20.13 MPa增加至35.89 MPa,增幅15.76 MPa;板中應力最小,板中應力從15.16 MPa增加至30.22 MPa,增幅15.06 MPa。

4 結 論

a.隨著垂直度安裝偏差的增加,玻璃不同位置處的撓度均呈現非線性增加趨勢。在相同垂直度安裝偏差條件下,跨中位移最大,長邊中點位移和短邊中點位移次之,且長邊中點位移略大于短邊中點位移,板中位移最小。

b.隨著垂直度安裝偏差的增加,玻璃不同位置處的應力均呈現指數增加趨勢。在相同垂直度安裝偏差條件下,跨中應力最大,長邊中點應力和短邊中點應力次之,板中應力最小。

c.隨著相鄰兩接駁爪中心對角線差安裝偏差的增加,玻璃不同位置處的撓度均呈現非線性增加趨勢。在相同相鄰兩接駁爪中心對角線差安裝偏差條件下,跨中位移最大,長邊中點位移和短邊中點位移次之,且長邊中點位移略大于短邊中點位移,板中位移最小。

d.隨著相鄰兩接駁爪中心對角線差安裝偏差的增加,玻璃不同位置處的應力均呈現“S”型增加趨勢。在相同相鄰兩接駁爪中心對角線差安裝偏差條件下,跨中應力最大,長邊中點應力和短邊中點應力次之,板中應力最小。