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　　摘要：為提升建筑幕墻工業(yè)化和裝配化程度，提高幕墻產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化水平，從而提升生產(chǎn)和施工效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，使幕墻從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝、維護(hù)全過(guò)程做到更節(jié)材、更節(jié)能，達(dá)到創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的目的。

　　關(guān)鍵詞：裝配式 構(gòu)件式幕墻 鉸接多跨 胎具 整體吊裝

　　1 引言

　　隨著建筑幕墻的技術(shù)進(jìn)步，裝配式幕墻系統(tǒng)得到越來(lái)越多的應(yīng)用。我們?cè)诠こ虒?shí)踐中有意對(duì)除單元式幕墻以外的幕墻系統(tǒng)進(jìn)行了裝配式改造，無(wú)一不取得良好的效果。本文介紹的是一個(gè)進(jìn)行了裝配式改造的幕墻系統(tǒng)應(yīng)用工程實(shí)例，與傳統(tǒng)的構(gòu)件式相比較，該幕墻系統(tǒng)各項(xiàng)性能、裝配化程度、生產(chǎn)施工效率等都得到較大提高。本文通過(guò)對(duì)原幕墻系統(tǒng)方案的分析，以及對(duì)新幕墻系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)、施工安裝方式、性能提升等方面進(jìn)行分析，介紹構(gòu)件式幕墻裝配化改造的思路和實(shí)施要點(diǎn)。

　　2 裝配式石材幕墻工程應(yīng)用實(shí)例分析

　　2.1工程概況

　　工程項(xiàng)目位于廣東省深圳市，總建筑面積14.33萬(wàn)㎡，有四棟塔樓，建筑高度98.07m,幕墻高度106m，主體結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土（詞條“鋼筋混凝土”由行業(yè)大百科提供）框架結(jié)構(gòu)。項(xiàng)目施工劃分為兩個(gè)標(biāo)段，每個(gè)標(biāo)段都有兩個(gè)塔樓和一個(gè)連體裙樓，我司施工了其中一個(gè)標(biāo)段。

　　從該項(xiàng)目的立面效果圖不難發(fā)現(xiàn)，其建筑外形平直、規(guī)整，幕墻種類(lèi)也不多，主幕墻系統(tǒng)是玻璃與石材線條相間分布的構(gòu)件式幕墻。我司承包的標(biāo)段中，幕墻面積約45000㎡，其中其中石材裝飾柱面積約22000㎡，幾乎占到了全部幕墻工程量的一半。對(duì)于此類(lèi)項(xiàng)目，其實(shí)特別適合采用工業(yè)化生產(chǎn)、裝配式施工的建造模式。但建設(shè)單位出于控制成本的原因，在這個(gè)項(xiàng)目原來(lái)采用了構(gòu)件式幕墻的設(shè)計(jì)方案�？紤]到合同約定的施工周期很短、總包單位的腳手架不滿足幕墻安裝需要、項(xiàng)目垂直運(yùn)輸設(shè)施不足等一系列不利因素，我們?cè)陧?xiàng)目實(shí)施伊始就確定了對(duì)該幕墻系統(tǒng)進(jìn)行裝配式改造的設(shè)計(jì)優(yōu)化方向，以針對(duì)性地解決所面對(duì)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

　　2.2項(xiàng)目幕墻系統(tǒng)的簡(jiǎn)介

　　該項(xiàng)目的幕墻系統(tǒng)為玻璃幕墻與石材幕墻的組合體。橫、豎向的石材線條主要分格寬度為800mm，玻璃的分格寬度為1150mm。

　　在這個(gè)系統(tǒng)中比較特別的一點(diǎn)是在玻璃部分沒(méi)有開(kāi)啟窗。石材線條凸出玻璃面300mm，石材兩側(cè)設(shè)置通風(fēng)百葉，豎向石材線條的內(nèi)側(cè)設(shè)置了開(kāi)啟扇，用于幕墻系統(tǒng)的通風(fēng)換氣。

　　在原設(shè)計(jì)方案中，石材幕墻采用傳統(tǒng)的背栓連接構(gòu)造，由于石材線條的分格尺寸只有800mm，所以在該方案中無(wú)完整橫梁，僅通過(guò)立柱上懸伸的鋼支臂固定石材面板，成本控制非常到位;玻璃幕墻部分是常規(guī)做法，支撐系統(tǒng)采用經(jīng)典的矩形鋁合金龍骨，玻璃面板采用全隱框的的連接構(gòu)造，玻璃與鋁合金附框通過(guò)結(jié)構(gòu)膠粘接，然后采用壓扣件固定到龍骨上;石材線條后面設(shè)置兩扇鋁板平開(kāi)窗，采用常規(guī)的折頁(yè)平開(kāi)形式。

　　支撐系統(tǒng)的連接構(gòu)造稍有變化，其中玻璃幕墻部分采用了雙跨梁的力學(xué)模型，在梁側(cè)面的上下兩端均布置了連接支座;但石材幕墻為單跨梁，采用了簡(jiǎn)支梁的力學(xué)模型，僅在梁側(cè)的下端布置了連接支座。其豎向龍骨通過(guò)80*80*5矩形鋼牛腿連接到主體結(jié)構(gòu)，與玻璃幕墻的龍骨相對(duì)獨(dú)立，但仍然共用了同一個(gè)埋件。

　　不難看出原設(shè)計(jì)方案采用了非常成熟的幕墻系統(tǒng)，在處理玻璃與石材混合布置的構(gòu)造上將兩套系統(tǒng)彼此獨(dú)立，使幕墻的傳力清晰明了，提升了該幕墻的整體可靠度。但該方案對(duì)于施工來(lái)講，卻存在不少難點(diǎn)：

　　首先是玻璃幕墻的連接支座與石材幕墻鋼牛腿位置重合，相互影響，而且都需要現(xiàn)場(chǎng)焊接。其中石材幕墻龍骨的連接方式不能三維調(diào)節(jié)，所以鋼牛腿的安裝精度要求很高;

　　其次，石材線條的鋼立柱凸出結(jié)構(gòu)邊線570mm，腳手架距結(jié)構(gòu)邊緣的間距已經(jīng)不能滿足安裝要求。只能先裝玻璃幕墻龍骨，拆完腳手架后再利用吊籃安裝石材幕墻龍骨;

　　第三，豎向石材線條的兩根鋼龍骨在層高范圍內(nèi)僅上下兩端有貫通的橫梁，因而鋼立柱的間距、平面高低差等均難以保障。800mm寬的石材線條實(shí)際上是由左右兩組面板組成且相互獨(dú)立，造成了兩塊面板分別只掛在各自的立柱上。這樣一來(lái)，只要鋼立柱產(chǎn)生輕微扭轉(zhuǎn)，就會(huì)明顯影響石材面板的安裝精度;

　　最后，從這個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)成上來(lái)講，龍骨有鋁合金龍骨、鋼龍骨兩種，面板有石材、玻璃、鋁板、百葉等多種材料，這些材料有著嚴(yán)格的安裝順序又彼此交錯(cuò)，所以施工效率很低、成品保護(hù)難度很大。

　　2.3裝配化改造的思路及最終方案簡(jiǎn)介

　　基于對(duì)項(xiàng)目特點(diǎn)及施工需求的分析，我們決定對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行裝配化改造。原設(shè)計(jì)方案中將玻璃幕墻系統(tǒng)與石材幕墻系統(tǒng)做了較為徹底的區(qū)分，兩者各自保留相對(duì)獨(dú)立的支撐系統(tǒng)，這對(duì)我們進(jìn)行裝配化改造奠定了良好的基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)原設(shè)計(jì)方案的分析，我們意識(shí)到玻璃幕墻部分和石材幕墻部分都相對(duì)獨(dú)立，而且自然形成了玻璃單元和石材單元，再加上隱藏在石材線條背后的開(kāi)啟單元，就構(gòu)成了該系統(tǒng)的全部要素。由此我們就確定了將這三部分進(jìn)行單元化改造，然后進(jìn)行裝配化安裝的基本思路。

　　玻璃單元較為簡(jiǎn)單，最初設(shè)想是將玻璃與鋁合金框架復(fù)合成一個(gè)單元整體吊裝，但后來(lái)發(fā)現(xiàn)由于涉及到玻璃破損更換、窗檻墻（詞條“窗檻墻”由行業(yè)大百科提供）封閉及石材線條安裝配合問(wèn)題，最終方案改為鋁合金組框成一個(gè)單元，并整體吊裝。由于全隱框構(gòu)造在應(yīng)用中受到政策限制，所以新方案采用將玻璃面板明框鑲嵌的思路。通過(guò)百葉框的遮蔽，仍能滿足原設(shè)計(jì)的外觀要求。在這個(gè)單元化的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們重點(diǎn)將原來(lái)玻璃幕墻、石材幕墻與主體結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造進(jìn)行了優(yōu)化。在原設(shè)計(jì)方案中玻璃幕墻龍骨與石材幕墻龍骨各自獨(dú)立地與主體結(jié)構(gòu)連接，所以施工過(guò)程中需要重復(fù)定位、安裝�？紤]到石材幕墻外挑較遠(yuǎn)，我們利用石材幕墻的鋼牛腿作為主連接構(gòu)件，通過(guò)一次定位即可完成玻璃幕墻鋁框單元及石材單元的安裝。至于原方案中玻璃幕墻龍骨選擇了雙跨梁的力學(xué)模型的問(wèn)題，我們選擇了“多跨鉸接的力學(xué)模型”，保留梁底的支座，將上下相鄰兩根立柱的連接點(diǎn)向上移動(dòng)。

　　石材單元是本次裝配化改造的核心也是難點(diǎn)。考慮到原設(shè)計(jì)中石材幕墻立柱之間沒(méi)有聯(lián)系構(gòu)件而導(dǎo)致剛度較差，裝配化改造時(shí)沿石材背栓安裝位置設(shè)置了鋼橫梁，并與鋼立柱焊接成一個(gè)整體鋼框架，整體剛度尤其時(shí)抗扭能力顯著增強(qiáng)。鋼框架采用掛接方式連接到鋼牛腿上。由于連接點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)三維調(diào)節(jié)，較原設(shè)計(jì)方案施工便利性明顯改善。

　　在原設(shè)計(jì)方案中，800mm寬的石材線條是由三塊石材拼接而成的，其中大的370mm寬、小的僅120mm寬。裝配化改造的一個(gè)核心思路就是要簡(jiǎn)化面板安裝難度。我們利用工廠化生產(chǎn)的便利條件，預(yù)先制作了胎膜，將石材面板在胎膜上預(yù)先鋪好，然后再將鋼構(gòu)架放到胎膜上。在重力作用下，連接碼件自動(dòng)貼合在石材面板的背面，無(wú)需干預(yù)自動(dòng)完成調(diào)平工作，然后只需要簡(jiǎn)單地鎖緊相關(guān)調(diào)節(jié)螺栓，即可完成石材面板的安裝調(diào)試。將整個(gè)石材單元從胎膜中取出來(lái)既為成品狀態(tài)，馬上可以進(jìn)行安裝，大大提高了安裝精度和施工效率。

　　由于豎向石材線條單元化后整體剛度大幅度提高，所以橫向石材線條也進(jìn)行了單元化處理，其直接連接到了豎向單元的鋼框架上，連接方式仍然采用掛式連接。但考慮到橫向線條掛點(diǎn)間距很短且單元自重較輕，所以在連接設(shè)計(jì)上增加了防脫構(gòu)造，以增強(qiáng)抗震性能及連接可靠性。

　　裝配化改造后，標(biāo)準(zhǔn)石材板塊規(guī)格為：800*4500、800*5400，重量約800和900kg，玻璃幕墻板（詞條“墻板”由行業(yè)大百科提供）塊主要規(guī)格是1150*4500，重量不足100kg(不含玻璃)。施工時(shí)，先安裝玻璃幕墻單元，然后吊裝石材單元，最后安裝玻璃面板及百葉。單元吊裝也不困難，采用2噸小型吊機(jī)進(jìn)行吊裝即可。

　　在兩個(gè)玻璃單元之間是開(kāi)啟窗單元。開(kāi)啟窗單元基本算是獨(dú)立的雙扇外平開(kāi)窗，但上下邊框做了加強(qiáng)，用以連接中梃。上下開(kāi)啟窗單元之間的空洞是結(jié)構(gòu)梁部位，在開(kāi)啟窗單元安裝完成后，該部位采用鋁板封堵，完成幕墻的封閉。

　　2.4裝配化改造的效果

　　經(jīng)過(guò)裝配化改造后，無(wú)論是玻璃幕墻部分還是石材幕墻部分的安裝精度都有顯著提升，其中玻璃幕墻的立柱與橫梁之間不留間隙，具備單元幕墻一樣的室內(nèi)效果;石材幕墻系統(tǒng)的鋼框架在工廠完成，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)任何焊接，無(wú)論是外觀質(zhì)量還是防腐性能均顯著提升;石材面板在模具中排版，接縫平直度和面板平整度都非常好。

　　在施工效率方面，裝配化改造后提升巨大。由于采用了整體吊裝的施工方案，我們沒(méi)有使用總包單位的腳手架，所以不涉及復(fù)雜的配合�？偘�腳手架全部拆除后我們才進(jìn)場(chǎng)，此時(shí)該項(xiàng)目另外一個(gè)標(biāo)段同類(lèi)型幕墻的龍骨都快裝完了。但整體吊裝在施工中高效率的巨大優(yōu)勢(shì)隨即就顯現(xiàn)了出來(lái)：我們?cè)谝?guī)定工期前就基本完成了施工任務(wù)。而另外一個(gè)比我們?cè)邕M(jìn)場(chǎng)的標(biāo)段還在用吊籃裝石材線條!

　　經(jīng)濟(jì)效益方面的提升也是很顯著的。以前建設(shè)單位對(duì)施工單位的設(shè)計(jì)優(yōu)化多存在諸多猜忌，生怕施工單位把“優(yōu)化”變成“簡(jiǎn)化”，通過(guò)偷工減料來(lái)獲取利潤(rùn)，所以常出現(xiàn)在結(jié)算時(shí)死摳材料含量的場(chǎng)景。我們?cè)谶@次設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程中，整體材料成本持平。但由于施工簡(jiǎn)便、成品保護(hù)容易、施工質(zhì)量好，所以措施費(fèi)、人工費(fèi)用、材料損耗等都大幅度下降，經(jīng)濟(jì)效益顯著。對(duì)此，建設(shè)單位、施工單位都開(kāi)心，不用偷偷摸摸，也能光明正大地獲得了合理利潤(rùn)。

　　3 結(jié)語(yǔ)

　　以幕墻行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，裝配式將是主流方向。但在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，100米以下的建筑仍然以構(gòu)件式幕墻為主。對(duì)構(gòu)件式幕墻，尤其是大的石材裝飾線條、裝飾柱進(jìn)行裝配化改造，仍有很大潛力可挖。與構(gòu)件式幕墻的傳統(tǒng)做法相比，采用裝配改造將絕大部分的工序留在了加工廠，避免了現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制難、工人現(xiàn)場(chǎng)安裝成本高的難題。同時(shí)還有助于施工質(zhì)量的提高、節(jié)約在施工現(xiàn)場(chǎng)的安裝時(shí)間，縮短施工工期。

　　我們?cè)跇?gòu)件式幕墻裝配化改造方面進(jìn)行了一些探索和嘗試，也取得了良好的回饋。但仍是淺嘗輒止，在更進(jìn)一步的規(guī)律性總結(jié)、規(guī)范性探索以及標(biāo)準(zhǔn)化推廣等方面仍涉足較淺。但敝帚自珍，些許心得仍希望能與行業(yè)同仁分享，以期共同推進(jìn)幕墻技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展。

作者單位：深圳中航幕墻工程有限公司