点爪玻璃幕墙的设计与施工.docx

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点爪玻璃幕墙的设计与施工

点爪玻璃幕墙的设计与施工

目前许多大型公共建筑的立面设计都离不开点爪式玻璃幕墙形式，尤其用于建筑物的大厅和共享空间部位，但我们却很少看到在点爪玻璃幕墙上设开启窗。

前一段时间非典病毒的传播，使人们意识到自然通风成为抵抗SARS病毒和改善室内空气质量的重要因素。

而且，点爪玻璃幕墙一般都用于共享空间或大堂部位，开窗主要是为了在发生灾害时的排烟用的，所以一般开启窗还要接连动装置通过电路感应，当发生火灾或烟雾较大时，它们自动打开。

为此，在点式玻璃幕墙上设置开启窗就变成为非常重要之事。

    点爪玻璃幕墙上设置开启窗，要保证建筑立面效果的一致，即开启窗周边不设支承扇框，和边框立面观感仍保持点爪风格；同时又要满足点式幕墙室内简洁、通透的特点。

根据这个特殊要求，我们设计了一整套新型的可集群式独立启闭的开启系统，命名为“连杆机构气动推杆式点爪玻璃开启窗”。

    一、点爪式开启窗系统的组成及特点：

    1、玻璃的选用

    根据建筑物不同节能要求，玻璃可以选择单片、夹胶、中空等配置。

如12mm或15mm单片玻璃，8+1.14PVB+8或10+1.14PVB+10夹胶玻璃，还有10+12A+10中空玻璃等。

    2、驳接头的选择

    可以选择浮头或沉头的形式，爪头与玻璃的固定，与普通点式玻璃相同。

    3、玻璃框的设计

    通常开启窗所选用的固定框多为铝合金框，包括扇框和边框，扇框是与开启玻璃粘合在一起的，边框是与骨架相连的，它们之间必须用胶或垫块嵌条将玻璃嵌固于铝框中，这种方式显然不适用于点爪玻璃，我们必须用另一种框架来支撑点爪玻璃，即用圆钢框架。

根据需要可以是经地表面处理后的碳钢或是不锈钢组成四边形框架，四个驳接头就固定于四边形框架的四个角上，同时也增加了玻璃板块的刚度。

框架的四个角上为多头联接体，既是爪头固定点，又为两个直角边杆件连接点，再为旋转曲臂的连接构造点，它承担了三个功能作用。

    4、开启方式的选择

    开启方式可以设计成上悬或外倒，甚至侧开。

点爪玻璃的开启旋转轴的设计要比普通的框架玻璃复杂，因为点爪玻璃的固定点离玻璃有十几公分距离甚至近二十公分，而旋转轴不能离玻璃较远，所以，在设计中设置一个固定支撑杆，可以将旋转轴曲柄固定在这个支撑杆上，固定支撑杆是固定在立柱或横梁上的。

曲柄主要是解决开启窗旋转角度大小和避开周边固定玻璃的功能。

无论是上悬还是外倒，亦或侧开，开启时均为自然、轻巧，机构统用。

    为使开启角度足够大，且开启后不可碰到周边的固定玻璃，因此，在旋转轴上设计成一个凸轮，当打开窗时，同时将窗向外推移几毫米，这样，开启角度可以达到30°以上；闭合时窗玻璃压紧固定玻璃上的铝框胶条，同时在安装时起到调节的作用。

需要注意的是：

为保持建筑立面线条的宽窄一致，和窗启闭轨迹不受周边玻璃妨碍，窗铰接转轴不能设于线缝处，即需偏离于线缝一个爪点距离。

    5、启闭杆的作用

    当点爪窗设置在共享空间或大堂的上部时，它们需要通过自动控制装置连动工作。

那么，如何将一扇或几扇窗一起连动开启，就是在每扇窗上安装上推杆，将每一扇推杆通杆连杆连在一起，一般根据马达的最大矩，可带动一排的几扇窗来设置的。

通过电动马达，开动一排窗。

如果将窗安装在1米左右的高度，还可以手动开启。

    6、开启窗的密封

    点爪玻璃窗的密封就变得简单易做，即将铝合金衬条组框后固定在开启窗周边的固定玻璃上，但需留出滴水和排水槽口。

铝合金衬条另一端串上橡胶条，注意有些工作要在现场做，如胶条的角边封口，铝框角边的密封。

竖向打胶要形成一个坡度，使其遇水时，立刻排掉。

点支式玻璃幕墙一般分为玻璃肋驳接点支式玻璃幕墙和钢结构点支式玻璃幕墙两大类，玻璃肋驳接点支式玻璃幕墙是指上下两片玻璃肋通过钢板和螺栓连接，面玻和肋板又通过驳接件联为一体的玻璃幕墙，驳接爪主要起联接上下左右面玻的作用，面玻所承受的风荷载和水平地震作用主要通过肋板传到主体结构上。

钢结构点支式玻璃幕墙是指采用钢结构作为面玻的支撑受力体系，在钢结构上伸出驳接件固定面玻的玻璃幕墙，支撑结构分为驳接式、桁架驳接式、拉杆驳接式、网索驳接式，玻璃四角的驳接件承受着风荷载和水平地震作用，钢结构可以是钢管、钢杆、方通，也可以采用拉杆或拉索组成。

　　当跨度较小时，可采用单杆式支承结构，在跨度较大时，应采用空腹桁架支承结构，桁架的受拉杆件可用钢绞线或圆钢代替，形成拉索或拉杆桁架。

　　点支式玻璃幕墙面玻的支承头通常有沉头和浮头两种形式。

沉头式的连接沉入玻璃表面之内，表面平整、美观，但玻璃开锥形孔时，加工复杂，而且玻璃厚度不少于10mm，不仅增加了造价，而且加大了幕墙重量。

相反，浮头式的金属外板凸出在玻璃平面外，玻璃无需开锥形孔，对玻璃无特殊要求。

此外，中空玻璃的支承点有两种形式，一种是支承头穿过两块玻璃，直接连结内、外两片玻璃，另一种方式是只连结内侧玻璃，外侧玻璃仍由结构胶黏结。

支承头的支承现多用钢爪支承，钢爪的形式有吊挂钢爪、H形钢爪、X形钢爪等。

　　点支式玻璃幕墙的玻璃面板由支撑点支撑，钢制支撑点通过玻璃上的园洞与玻璃连结。

支撑点钢轴与玻璃园孔之间有一空隙并用尼龙套管内衬，与玻璃间有弹性垫片，使玻璃有一定活动余地，而且不与金属直接接触，防止受力后局部应力过大而损坏。

由于玻璃孔洞边应力集中，所以面玻采用钢化和匀质处理，当面玻采用夹胶玻璃时，也应先钢化后夹胶。

玻璃的孔洞应在钢化前进行，钢化前对玻璃的边缘和孔洞要求加工细磨至少200目以上。

浮头式支承头的玻璃厚度一般不少于6mm，沉头式支承头的玻璃厚度不应少于10mm，如采用夹胶玻璃，则外片厚度不应小于10mm，内片厚度不宜小于8mm。

　　点支式玻璃幕墙构件制作及施工技术要求，玻璃幕墙主要包括两部分，即玻璃及钢结构：

1．玻璃的制作及施工技术要求：

（1）玻璃的磨边、开孔等加工必须在钢化前进行，钻孔直径要大于玻璃板厚。

玻璃尺寸的允许偏差如下表：

　　孔洞边缘距板边大于或等于板厚的2倍。

2）中空玻璃钻孔后，为防止惰性气体外泄，在玻璃孔周围垫入一环形金属垫圈，并在金属垫圈与玻璃交接处用聚乙丁烯胶片保证密封。

　 （3）单片玻璃的磨边垂直度偏差不宜超过玻璃厚度的20%。

　 （4）在施工现场，特别注意玻璃的固定孔不能作为搬动玻璃的把手，起吊玻璃在玻璃重量允许的前提下，最好使用真空吸盘。

    2．钢结构的制作及施工技术要求 

　　钢结构组合构件应尽可能在工厂完成合理的划分拼接：

（1）钢结构的尺寸允许偏差如下表：

（2）驳接件的尺寸允许偏差如下表：

　 （3）拉杆及拉索桁架结构体系的拉杆宜采用不锈钢。

　　点支式玻璃幕墙的安装施工：

　　1．施工前的准备工作：

　　为了保证玻璃幕墙安装施工的质量，要求安装幕墙的钢结构、钢筋混凝土结构及砖混结构的主体工程，应符合有关结构施工及验收规范的要求。

主体结构因施工、层间移位、沉降等因素造成建筑物的实际尺寸与设计尺寸不符，因此，在幕墙制作安装前应对建筑物进行测量，测量的误差应及时调整，不得累积，使其符合幕墙的构造要求。

　　2．结构的安装施工

（1）安装前，应根据甲方提供的基础验收资料复核各项数据，并标注在检测资料上。

预埋件、支座面和地脚螺栓的位置、标高的尺寸偏差应符合相关的技术规定及验收规范，钢柱脚下的支撑预埋件应符合设计要求，需填垫钢板时，每叠不得多于3块。

（2）钢结构在装卸、运输、堆放的过程中，不得损坏构件并要防止变形，钢结构运送到安装地点的顺序，尚应满足安装程序的要求。

　 （3）施工单位要保证施工脚手架的承载能力，要满足施工堆载的需要，还要考虑到：

　　① 幕墙面、作业面与轴线之间的距离；

② 对照参考面找出控制点的间距与位置，注意通视性；

　　③ 对照参考面找出安装角的间距；

　　④ 与控制标高之间的水平差；

　　⑤ 与建筑物竖向的间距及与各楼层的间距。

　 （4）钢结构的复核定位应使用轴线控制点和测量的标高的基准点，保证幕墙主要竖向及横向构件的尺寸允许偏差符合有关规范及行业标准。

　 （5）构件安装应按现场实际情况及结构形式采用扩大拼装时，对容易变形的构件应作强度和稳定性验算，必要时应采取加固措施。

采用综合安装方法时，要保证结构能划分成若干个独立单元，安装后，均应具有足够的强度和刚度。

　 （6）确定几何位置的主要构件，如柱、桁架等应吊装在设计位置上，在松开吊挂设备后应做初步校正，构件的连接接头必须经过检查合格后，方可紧固和焊接。

　 （7）对焊缝要进行打磨，消除棱角和夹角，达到光滑过度。

钢结构表面应根据设计要求喷涂防锈、防火漆。

　 （8）对拉杆及拉索驳接结构体系，应保证驳接件位置的准确，一般允许偏差在±1mm，紧固拉杆（索）或调整尺寸偏差时，宜采用先左后右，由上至下的顺序，逐步固定驳接件位置，以单元控制的方法调整校核，消除尺寸偏差，避免误差积累。

　 （9）驳接爪安装时，要保证安装位置公差在±1mm内，驳接爪在玻璃重量作用下，驳接系统会有位移，可用以下两种方法进行调整：

① 如果位移量较小，可以通过驳接件自行适应，则要考虑驳接件有一个适当的位移能力；

　　② 如果位移量大，可在结构上加上等同于玻璃重量的预加荷载，待钢结构位移后再逐渐安装玻璃。

无论何时，都要防止在玻璃重量下，驳接件安装点发生位移，所以，驳接件必须能通过高抗张力螺栓、销钉、契销固定不掉，驳接件固定孔、点和驳接爪间的连接方式不能阻碍两板件之间的自由移动。

3．拉索点支式玻璃幕墙的施工

（1）放线：

以确定好的控制点为基准将每对水平控制点用拉线连接。

连接后的拉线在空中形成网面，用笔将每个交叉点作上标记以确保在施工过程中拉线的交叉点不变。

（2）拉索及悬空杆的定位、安装与检测：

悬空杆的安装定位准确度直接影响到玻璃能否按设计图纸进行安装，影响到玻璃幕墙在安装后的平整度，胶缝宽度及玻璃幕墙的稳定性，所以对悬空拉杆的安装顺序、调整精确度、预应力值的大小必须按严格的规定才能有效的控制玻璃幕墙的安装质量。

　　① 安装顺序：

在拉索与悬空杆的安装过程中要掌握好施工顺序，安装必须按"形式先上后下，先竖后横"的原则进行安装。

　　ⅰ.竖向拉索的安装：

根据图纸设计的拉索长度加1mm-3mm从顶部结构开始拉索呈自由状态，待全部竖向拉索安装结束后进行调整，调整顺序也是先上后下，按尺寸控制单元逐层将悬空杆调整到位。

ⅱ.横向拉索的安装：

待竖向拉索安装调整到位后连接横向拉索，横向拉索在安装前应先按图纸设计的长度尺寸加长1mm-3mm，呈自由状态，先上后下按控制单元逐层安装，待全部安装结束后调整到位。

　　② 悬空杆的定位、调整：

在悬空杆的安装过程中必须对杆件的安装定位几何尺寸进行校核，前后索长度尺寸严格按图纸尺寸调整才能保证悬空连接杆与玻璃平面的垂直度。

调整以单元控制点为基准对每一个悬空杆的中心位置进行核准，确保每个悬空杆的前端与玻璃平面保持一致，整个平面平整度的误差控制在≤5mm/3m。

　　在悬空杆调整时要采用"定位头"来保证悬空杆与玻璃的距离和中心位置的准确。

　　③ 拉索的预应力设定与检测：

用于固定悬空杆的横向和竖向拉索在安装和调整过程中必须提前设置合理的内应力值，才能保证在玻璃安装后受自重荷载的作用下结构变形在允许的范围内。

　　ⅰ. 竖向拉索内应力值的设定主要考虑：

一是玻璃与驳接系统的自重；二是拉索螺纹的摩擦阻力；三是拉索、锁头、销头所允许承受拉力的范围；四是支承结构所允许承受的拉力范围。

　　ⅱ. 横向拉索内应力值的设定主要考虑：

一是校准竖向拉索偏拉所需的力；二是校准竖向桁架偏差所需的力；三是拉索螺纹的摩擦阻力；四是拉索、锁头、销头、耳板所允许承受拉力的范围；五是支承结构所允许承受的拉力范围。

ⅲ.索的内力设置是采用扭矩通过螺纹产生力，用扭矩来控制拉杆内应力的大小。

　　ⅳ.在安装调整拉索结束后用扭力扳手进行设定和检测，通过对扭力表的读数来校核扭矩值。

　　（3）配重检测：

由于玻璃幕墙的自重荷载和所承受的其他荷载都是通过悬空杆结构传递到主支撑结构上的，为确保结构安装后在玻璃安装是拉杆系统的变形在允许范围内，必须对悬空杆进行配重检测。

　　① 配重检测应按控制单元设置，配重的重量为玻璃在悬空杆上所产生的重力荷载乘1-1.2的系数，配重后的结构变形量应小于2mm。

　　② 配重检测时，配重物的施加应逐步进行，每加一级要对悬空杆的变形量进行一次检测，一直到全部配重物施加在悬空杆上，测出其变形值和卸载后复位情况，并详细记录。

　　4．玻璃的安装施工：

（1）玻璃安装的准备工作

　　① 玻璃安装前应检查校对钢结构主支撑的垂直度、标高、横粱的高度和水平度是否符合设计要求，特别要注意安装孔位的复查。

　　② 安装前必须用钢刷局部清洁钢槽表面及槽底，驳接玻璃底部的U型钢槽应加氯丁橡胶垫块于距玻璃边缘1/4宽度处。

　　③ 安装前，应清洁玻璃及吸盘，根据玻璃重量及吸盘规格确定吸盘个数。

④ 安装前，应先检查驳接爪的安装位置是否准确。

（2）现场安装玻璃时，应先将驳接头与玻璃在安装平台上装配好，然后再与驳接爪进行安装。

为确保驳接头处的气密性和水密性，必须使用扭矩扳手。

根据驳接系统的具体规格尺寸来确定扭矩大小，按标准安装玻璃时，应始终保持悬挂在两个驳接头上。

　 （3）现场安装后，应调整上下左右的位置，保证玻璃水平偏差在允许范围内。

　 （4）玻璃全部调整后，应进行整体立面的平整度的检查。

　 （5）玻璃打胶

　　① 打胶前应用"二甲苯"或工业乙醇和干净的毛巾擦净玻璃及钢槽打胶的部位。

　　② 驳接玻璃底部与钢槽的缝隙用泡沫胶条塞紧，保证平直，并预留净高8mm-12mm的打胶厚度。

　　③ 打胶前，在需打胶的部分粘贴保护胶纸，注意胶纸与胶缝要平直。

　　④ 打胶时要持续均匀，操作顺序一般是：

先打横向缝后打竖向缝；竖向胶缝宜自上而下进行，胶注满后，应检查里面是否有气泡、空、断缝、夹杂，若有应及时处理。

　　⑤ 隔日打胶时，胶缝连接处应清理打好的胶头，切除前次时打胶的胶尾，以保证两次打胶的连接紧密。

　　⑥ 玻璃胶修饰好后，应迅速将粘贴在玻璃上的胶带撤掉，玻璃胶固化后，应清洁内外玻璃，做好防护标志。

（注：

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