直紋漸變扭曲玻璃幕墻設計與施工

梁宏琨

摘 要：隨著我國建筑行業快速發展，直紋漸變扭曲玻璃幕墻結構被廣泛應用在建筑項目中。應用直紋漸變扭曲玻璃幕墻時，對技術、設計、施工等多方面會提出更高的要求，施工難度增加。本文通過結合實例對直紋漸變扭曲玻璃幕墻設計與施工進行分析，B市A商業廣場玻璃幕墻使用的鋼鋁組合結構形式，利用平板玻璃的平面對直紋漸變扭曲外觀造型進行擬合與實現。在分格部分利用豎向的鋁合金裝飾線使漸變曲度獲得緩解。之后采用三維模型，進行了空間的定位與下料操作，使用總成安裝技術安裝了整體的裝飾線，充分滿足人們對建筑物外觀的要求，從而加強建筑美觀性，減少施工成本與時間。

關鍵詞：直紋漸變扭曲；玻璃幕墻；設計與施工；總成安裝技術

1 工程實例概況闡述

B市A商業廣場地上建筑面積為164000m2，其中包含餐飲區、辦公區、超市等共同組成。A商業廣場的建筑形體較為復雜，外形錯落有致，具備豐富的層次感，由圓弧面與直紋曲面共同組成。

2 直紋漸變扭曲玻璃幕墻設計方案

2.1 建筑結構設計方案

A商業廣場中的直紋漸變扭曲玻璃幕墻曲面的曲率呈現動態化的特征，與平面之間存在的夾角也是以動態形式存在的。由于每一根幕墻立柱的長度、與水平面之間形成的夾角為動態性，因此需要對每一個幕墻板塊與構件進行嚴謹、全面設計，才能確保精度符合相關要求與標準，增強建筑整體的美觀性與藝術性。A商業廣場直紋漸變扭曲玻璃幕墻使用的玻璃板塊規格為：每一個基礎分格的尺寸是1450mmx2850mm[1]，若僅使用鋁合結構無法滿足建筑造型要求與分格等相關要求。

在對A商業廣場進行設計的過程中，使用了鋁包鋼組合的設計方式，其中鋼型材作為建筑的整體主要受力結構，可以將鋁型材當做次結構與裝飾面進行使用，通過將鋼結構立柱長度與安裝角度進行逐步調整，還要對橫向玻璃槽位置與安裝角度進行調整，從而使橫梁達到合理的錯位程度，從而在外觀上展示出直紋漸變扭曲的視覺效果，還可以充分滿足玻璃面板的分格要求。在設計力學的計算模型中，鋁包鋼的組合方式會對壓力進行全面承受，對于鋁型材方面，其只發揮了美觀性與裝飾性作用。本工程使用的立柱與橫梁鋼構件都使用了Q345B材料，使用鋁單板包飾設計對建筑外表面進行裝飾，從而將鋁合金型材裝飾效果充分發揮，還擁有極高的鋼材強度。

2.2 玻璃面板選擇方案

為了使玻璃幕墻展示出曲面效果，會利用玻璃熱彎法。主要是將玻璃進行加工，將其彎曲成玻璃幕墻需要的形狀，在加工支撐框架時，依然采用了拉彎加工的方式，將其轉換為合理的弧形。利用玻璃熱彎法進行加工的主要優勢是可以確保相鄰的幕墻板塊可以自然過渡，增強曲面整體外形的流暢性與美觀性。但這種加工辦法的缺點為加工過程較為復雜，由于曲面玻璃的形狀并不規則，在對每一片弧形玻璃進行加工的過程中都需要制作對應的熱彎模具，延長了加工的周期，增加了難度，還會花費較高的成本。將鋁型材或鋼型材拉彎成弧形的過程中，也會花費較長的加工時間與成本，也無法輕易控制彎弧操作的精確性。因此可以使用折線擬合圓弧法，可以使用平板玻璃進行加工，將其擬合成幕墻的曲面，即使是相鄰幕墻面板間的角度，也可以將其控制在合理范圍內。相比于熱彎玻璃來說，平板玻璃擬合幕墻曲面效果稍差些，但不會對建筑的整體造型與美觀性造成過大影響。在對其進行設計的過程中，可以構建三維的建筑結構模型，使平面與曲面四個角間的距離最短，平面擬合直紋漸變扭曲面，之后利用平板玻璃對直紋漸變扭曲進行模擬。結合結構計算結果與安全性等相關因素，A商業廣場使用了9mm+12A+9mm+1.62PVB+9mm[2]型號的中空夾膠鋼化玻璃制作直紋漸變扭曲玻璃幕墻。利用平板玻璃擬合曲面的方法，可以降低設計工作的難度，縮短鋁型材與鋼型材的加工時間，減少工程成本，還可以加強施工現場的管理有序性，提升施工效率。

2.3 裝飾線設計方案

A商業廣場直紋漸變扭曲玻璃幕墻使用的折線擬合曲面并不是字面意義上的曲面，而是近似為曲面形狀的曲面，其在橫向的漸變部分還會包括一定的曲度存在。直紋漸變扭曲里面可以利用豎向的裝飾線將其分格，從而可以達到降低橫向漸變曲度的目的。A商業廣場使用了鋁合金裝飾線對直紋漸變扭曲玻璃幕墻進行處理，形成多種型材的組合體建筑，建筑的外觀尺寸是260mm×470mm。

3 直紋漸變扭曲玻璃幕墻施工技術要點

3.1 施工測量放線技術

在對直紋漸變扭曲玻璃幕墻進行設計的過程中，要構建三維建筑模型，主要用來模擬支撐鋼結構與幕墻結構，還會將模型中支撐鋼結構與幕墻鋼結構的預埋件等相關構件進行編號，通過三維模型的展示，找到建筑中每個樓層的預埋件中心部分、構件位置的起始坐標與構件長度。在對直紋漸變扭曲玻璃幕墻進行定位的過程中，需要將空間的三維模型作為基礎將其進行控制，在施工過程中，要充分明確建筑整體結構的施工進度與情況，還有其實際的建設情況是否與三維模型結構圖紙內容相符，之后對三維模型合理調整，從而準確定位直紋漸變扭曲玻璃幕墻。

由于直紋漸變扭曲玻璃幕墻的整體造型與施工過程的動態情況，在施工時需要將每一幅幕墻立柱全面編號，將特征變化的交接部分作為基礎，對安裝施工更好地控制。通過獲取三維建模的坐標相關數據，成立一套完善、全面的全站儀實時測繪系統，確定每一根立柱的定位面、尺寸，為幕墻的安裝施工提供全面的數據。

3.2 玻璃面板校核技術

將三維模型中的數據作為基礎，對玻璃板塊與裝飾鋁單板下料進行確定，這樣可以加強施工效率，增強校核工作的效果，還可以為施工工期的預判與控制提供保障。

3.3 玻璃幕墻安裝技術

直紋漸變扭曲玻璃幕墻立柱與橫梁部分都采用了鋁包鋼式進行設計，結構具備復雜性，從而導致立柱的定位無規律可遵循，只能利用復核之后立柱定位圖中的坐標。在安裝過程中要將測量放線上下定位坐標點與中心作為基礎，合理設置位置，在確保沒有錯誤后，連接預埋件并固定、安裝橫梁。在安裝玻璃幕墻的邊槽時，要將放線定位的位置作為基礎，還要確保玻璃左右部分的墊塊寬度與槽口相同。

3.4 裝飾面、裝飾線安裝技術

使用總成安裝技術對裝飾面、裝飾線進行安裝。在工廠完成鋁合金裝飾線的安裝，在對其表面進行全面的防護之后，運輸到現場再進行安裝。與此同時，要確保鋁單板飾面與鋁合金裝飾線同步進行安裝。要全面覆蓋封頂板，預留走水坡位置，之后使用鋼龍骨將其固定。在安裝時，要確保裝飾面板的平整性，使膠縫的寬窄度相同，控制在約為5mm的寬度[3]，使用顏色類似的耐候膠進行裝飾，之后將膠縫刮平整。

4 結語

相比于普通的玻璃幕墻，直紋漸變扭曲玻璃幕墻無論是設計還是施工都具備更高的難度與復雜性。因此要合理設計、嚴謹施工，才能將其優勢充分發揮在建筑整體結構中，增強建筑的美觀性與實用性。相信在廣大建筑設計師與企業的不斷努力下，使建筑的外觀更加美觀、獨特，建筑結構更加穩定、安全，從而促進我國建筑行業持續、健康發展。

參考文獻：

[1] 吳妮娜，戴潔.淺析超高層建筑直紋漸變扭曲玻璃幕墻設計與施工[J].門窗，2016（3）：20～21.

[2] 賈廣征.高層建筑弧形漸變造型幕墻施工監理探討[J]. 福建質量管理，2016（4）：177～178.

[3] 高樹鵬.超高層建筑直紋漸變扭曲單元式幕墻的設計[J].建筑施工，2017（11）：1676～1677+1701.