本文作者:自贡钢结构施工工程

钢结构 玻璃幕墙(钢结构玻璃幕墙的设计要点)

钢结构玻璃幕墙的设计要点主要包括以下几个方面:在设计过程中需要充分考虑建筑的美观性、功能性和安全性。钢结构的选型要符合建筑的结构要求,同时要考虑其耐久性和维修性。玻璃幕墙的设计需要考虑其透光性和保温性能,以实现节能效果。还需要考虑到玻璃幕墙的安装和维护方便性。在设计过程中还需要考虑到环境的影响,如噪音、光污染等。

一、钢结构玻璃幕墙概述

钢结构玻璃幕墙是现代建筑中常用的一种外墙围护结构。随着建筑行业的发展,玻璃幕墙结构从明框结构、隐框结构发展到如今应用较广的钢结构点支承结构。这种结构虽然不承重,但具有美化建筑外观和节能等作用。它利用钢支承结构以及驳接系统,使建筑具有更强的通透性和更广阔的视野,并且降低了施工难度,让建筑外观更加新颖。

二、钢结构玻璃幕墙的施工流程

  1. 施工前准备工作
    • 材料处理与准备:施工人员需要对钢构件进行除锈、防腐等处理工作,制作钢结构玻璃幕墙工程所需的配套工程材料,如完成施工预埋件的安装和验收工作等。
    • 施工现场勘察:对施工现场的施工条件进行勘察,判断施工过程中所使用的设备,以此来加快工程施工的速度。
    • 施工器具管理:根据设计图纸,对材料的相关参数进行确认,选择合格的供应商。同时,要定期对器具进行保养和维护,确保其良好的使用性能。对于钢结构玻璃幕墙施工中常用的机械设备,如塔吊、井架、外用电梯、电焊机等要及时进行清点和管理,避免由于工具的缺失导致工期的延误。
  2. 施工设备运输与脚手架安装:将工程施工所使用的设备运输到施工地点,并完成脚手架的安装工作。
  3. 钢结构玻璃幕墙安装:施工人员要按照预定的施工方案来进行钢结构玻璃幕墙的安装工作。为了确保工程施工的顺利进行,必须按照正确的施工技术和顺序进行工程施工。

三、钢结构点支撑玻璃幕墙的施工要点

(一)施工准备

根据设计图纸,对材料的相关参数进行确认,选择合格的供应商。同时,器具要定期进行保养和维护,确保其良好的使用性能,在钢结构玻璃幕墙施工中,对于常用的机械设备,如塔吊、井架、外用电梯、电焊机等要及时进行清点和管理,避免由于工具的缺失导致工期的延误。

(二)加工阶段

  1. 玻璃加工:玻璃在加工过程中,要控制其偏差,不得超过允许的范围。
  2. 玻璃开孔:在开孔时,定位工作要做好,确保孔径和孔位的精度,孔的边缘不得存在毛刺。

(三)关键部位的施工要点

  1. 埋件安装
    • 根据施工控制线对预埋件进行位置定位,避免产生遗漏预埋件及位置定位不准确的情况。
    • 进行后置埋件要进行固定后置,并且施工中及时做好相关施工数据记录及抗拉拔试验。
  2. 钢支撑安装
    • 需要吊车辅助施工,并且要及时对支撑钢结构是否调整到位的情况进行检查,若间距很大,可采用外伸梁进行加固,采用螺栓对二者进行紧密固定。
    • 钢支撑安装完后,再进行驳接座的焊接。对桁架式支撑杆间要进行焊接,并且焊缝高度要大于6mm,且主管不可穿孔,支管不可穿入主管内,焊接完成后,对焊接表面进行处理,进行防锈和防火漆喷涂的处理。
  3. 驳接系统安装
    • 安装系统前,要用水平对水平度进行校核,用三维对驳接爪进行调整,对定位销进行定位,这样可以防止环境温度的变化使结构产生变形。
    • 在安装之前,要对相关部件及驳接头螺栓的质量及安全性进行检查。
    • 在进行玻璃安装时,需要在玻璃四周钻孔,孔径要控制在最佳进度以内,且玻璃上的每个孔都要和挂件上的爪对应,且对钻孔位置、角线差及连长的偏差都要控制在相关规范的允许范围。
    • 在孔和驳接头配合后,借助扳手进行固定,扳手力矩值控制在10Nm。在现代化的施工过程中,会出现更多的新型工具和仪器,要充分加以利用,提供工程的施工质量及施工进度。
  4. 打耐候胶
    • 玻璃需全面清洁后才可打耐候胶。
    • 板缝的调整间隙要大于10mm,同时板缝的两侧要用缠胶带的方式进行保护,并确保胶缝与板缝的平行度,以便于完全填满。
    • 在耐候胶硬化以后,边缘处的杂质要及时清理。填充底层时,使用工具进行勾缝,并均匀地打胶,首先横打再进行竖打,同时保证无气泡、空心、夹渣和断缝,一旦出现夹渣等现象,要及时处理。

(四)技术测量

  1. 三维空间定位:为了降低钢柱的变形程度,施工人员必须要做好施工过程中的技术测量工作。首先进行三维空间定位。在施工中,施工人员要利用接口技术实现全站仪与计算机之间的连接,从而通过平而控制网和测绘系统等高新技术来完成相关数据的测量工作,确保测量数据的准确性。
  2. 定位放线:完成三维空间定位工作之后,施工人员就要利用全站仪的定位功能完成定位放线工作。在此过程中,施工技术人员必须要利用专用程序来对放线工作进行跟踪校核。
  3. 利用设备检测:定位放线工作完成之后,施工技术人员就要利用全站仪和反射贴片等工具完成玻璃幕墙的安装检测工作,最终在计算机上获得近似于实体的钢结构。

四、钢结构玻璃幕墙的安全性能检测相关

  1. 玻璃肋有效性与稳定性
    • 在一些玻璃幕墙结构中,如某公共建筑的玻璃幕墙,玻璃肋后部设有拉杆,若拉杆设计或安装不合理(如拉杆下部未落地,长细比过大),在玻璃肋受力时无法提供有效支撑,不能对玻璃肋提供平面外变形的约束,影响其稳定性。对于高度大于8m的玻璃肋,应进行稳定性验算,可参照国外幕墙规范中的计算公式或利用有限元软件进行计算。如果稳定性不满足要求,可能在风载等外力作用下出现失稳现象,进而影响整个幕墙结构的安全。
  2. 螺栓连接可靠性
    • 幕墙结构中的螺栓连接如果不可靠,如玻璃肋与其他构件(圆管钢柱、竖方通、拉杆等)以及采光顶交叉撑与节点板之间的螺栓连接,若未采用弹簧垫圈、双螺帽或者点焊固定等防滑措施,且螺杆未出头、螺帽高度小、拧接不牢固等,在风载往复作用下极易松脱,可能导致构件连接失效,引发安全隐患。
  3. 支撑体系布置合理性
    • 支撑体系布置对幕墙结构安全也有重要影响。例如,若主要受力的圆管钢柱间未设置柱间支撑,采光顶交叉撑杆件截面过小且与节点板连接采用单个普通螺栓连接,在受力时容易松动,可能导致钢柱位移过大、玻璃肋失稳后竖向方通变形过大等问题,使玻璃不能与构件间的变形差相协调而发生破坏。

五、钢结构玻璃幕墙与传统玻璃幕墙的区别

  1. 结构形式
    • 点式钢结构玻璃幕墙是采用计算机设计的现代结构技术和玻璃技术相结合的一种全新建筑空间结构体系,幕墙骨架主要由无缝钢管、不锈钢拉杆(或再加拉索)和不锈钢爪件所组成,它的面玻璃在角位打孔后,用金属接驳件连接到支承结构的全玻璃幕墙上。而一般玻璃幕墙则多为平面框式、竖向杆件受力体系的结构。
  2. 玻璃固定形式
    • 点式钢结构玻璃幕墙的玻璃是用不锈钢爪件穿过玻璃上预钻的孔得以可靠固定的,而一般玻璃幕墙,如全隐式或半隐式都是用结构胶粘接固定在框架上的。
  3. 构件加工
    • 点式钢结构玻璃幕墙的主要金属构件,均需车钻、冲压机床的精密加工,成批工厂化生产,现场安装精度好而质量好。
  4. 玻璃品种与规格
    • 点式钢结构玻璃幕墙所用的玻璃多为低辐射或白钢化中空玻璃,且对解决城市光污染有一定效果,玻璃规格限制不是那么严格。

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