CN112575934A - 一种叠级幕墙施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及幕墙施工技术领域，具体涉及一种叠级幕墙施工方法，包括以下步骤：（1）正向深化设计、幕墙单元划分、（2）单元构件BIM加工图、（3）BIM模型预留孔准确定位、（4）主体外立面三维扫描逆向建模、（5）构件加工图矫正、（6）单元板数控加工热弯曲定型、（7）U型外包埋件安装、（8）钢结构安装、（9）主龙骨安装、（10）隔振片安装、（11）次龙骨安装（活动连接节点调节安装）、（12）阶梯双曲铝板安装、（13）拼缝打胶。本发明采用BIM正向设计技术，实现了智能化划分复杂不规则、多曲率幕墙单元的功能，并自动化出具构件加工图，节省了大量深化设计工作量，缩短了设计周期。

Description

一种叠级幕墙施工方法
技术领域
本发明涉及幕墙施工技术领域，特别是涉及一种叠级幕墙施工方法及其制备方法。
背景技术
悬挑双曲面叠级幕墙一般为金属幕墙，每一幕墙单元都是多层错落布置的双曲面金属板，通过多级悬挑钢结构来支撑金属板。幕墙单元的曲率为多种，形成椭圆或不规则圆弧状；悬挑双曲面叠级幕墙是一种为不规则环状建筑外幕墙，其建筑从下往上是逐层收缩，幕墙是大悬挑且曲面变化的叠级渐变的外观形式，这种新型幕墙体系无标准单元，其单元结构构造复杂，国内无相同工程施工经验。
对于龙骨体系的幕墙，目前是通过预埋或后置埋件与主体结构连接，预埋做法是将方形钢板置于混凝土边梁中，需要在主体结构施工过程中进行预埋，埋件钢板上有伸出结构的角钢或钢筋，主龙骨与角钢进行焊接。预埋做法因为预埋位置精度要求高，施工难以控制，通常采用后置埋件的做法，后置埋件是主体结构施工完成后，在结构外墙上放线定位后置埋件位置，定位后在结构墙体上钻孔、置入化学锚栓，后置埋件与化学锚栓固定；
多曲率悬挑双曲面叠级幕墙体系因为采用U型外包埋件与主体边梁固定，U型外包埋件设计有8个对穿高强螺栓，因此该幕墙结构只能预留孔、后做埋件的方法，现有的预埋件、后置埋件做法均不适用；
而且，目前的龙骨体系都是垂直面的纵横交错布置，没有悬挑构造，其施工方法不适用多曲率悬挑双曲面叠级幕墙体系。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种叠级幕墙施工方法；本发明是针对多曲率悬挑双曲面叠级幕墙体系的施工技术，解决复杂幕墙体系的施工技术难题，保证施工安全和加快施工进度。
本发明采用的技术方案是：
一种叠级幕墙施工方法，包括以下步骤：
（1）正向深化设计、幕墙单元划分：
通过Rino软件对多曲率环状幕墙曲率进行优化拟合，自动合理划分幕墙单元，再利用Grasshopper软件的遗传算法功能对幕墙立面的坡线进行计算，以计算出阶梯板每踏步的宽度和高度；
（2）导出单元构件BIM加工图；
（3）BIM模型预留孔准确定位；
（4）主体外立面三维扫描逆向建模；
（5）构件加工图矫正；
（6）单元板数控加工热弯曲定型：
本幕墙单元是双曲阶梯型的单元板，采用热弯曲定型技术，将幕墙板进行烘烤加热至一定温度，使板材有良好的弯曲性能，再通过数控加工技术，连续弯曲一次成型，并将成品板临时固定降温至环境温度后再去除临时固定。
（7）U型外包埋件安装；
（8）钢结构安装：
将型钢梁与U型外包埋件进行连接固定；
（9）主龙骨安装：
将主龙骨安装在型钢梁上；
（10）隔振片安装：
在主次龙骨之间安装隔振片，以消除不同钢结构构件热胀冷缩产生的幕墙结构异响问题。
（11）次龙骨安装（活动连接节点调节安装）：
安装阶梯次龙骨，次龙骨与主龙骨通过活动长螺栓进行连接，以消除加工、安装所造成的位置偏差，并将位置偏差传递给幕墙单元板；
（12）阶梯双曲铝板安装；
（13）拼缝打胶。
优选的，所述步骤（2）导出单元构件BIM加工图中，将单元划分好的模型再次导入Rino软件，可直接读取幕墙单元信息，最终导出BIM加工图。
优选的，所述步骤（3）BIM模型预留孔准确定位中，从Rino软件中导出幕墙模型，与REVIT结构模型进行链接，读取幕墙单元中高强螺栓，标记在REVIT结构模型中，可获得结构预留孔位置，从而实现留孔准确定位。
优选的，所述步骤（4）主体外立面三维扫描逆向建模中，建筑的主体结构完成后，利用激光三维扫描技术，对结构外立面进行扫描和逆向建模，同时对REVIT结构模型进行拟合，获得实际结构施工误差。
优选的，所述步骤（5）构件加工图矫正中，对幕墙单元模型进行拟合，调整幕墙单元构件尺寸，对变化构件的加工图进行调整，向工厂提供精确的构件加工图。
优选的，所述步骤（7）U型外包埋件安装中，将加工好的U型外包埋件通过高强螺栓，在结构预留孔进行安装固定。
优选的，所述步骤（12）阶梯双曲铝板安装中，将阶梯双曲铝板安装在次龙骨上，由次龙骨传递来的位置偏差形成幕墙单元间的空隙。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、采用BIM正向设计技术，实现了智能化划分复杂不规则、多曲率幕墙单元的功能，并自动化出具构件加工图，节省了大量深化设计工作量，缩短了设计周期。
2、利用三维扫描逆向建模技术，实现了精确下料功能，消除了现场返工问题，大量节约了材料。
3、首创单元板材热弯曲定型技术，将幕墙板进行烘烤加热至一定温度，使板材有良好的弯曲性能，再通过数控加工技术，连续弯曲一次成型，并将成品板临时固定降温至环境温度后再去除临时固定，本技术可解决多次弯折板材形成的弹性变形问题。
4、活动可调节主次龙骨消音减振复合节点构造，解决了幕墙单元安装时的误差所造成的质量问题，并解决了幕墙结构的异响问题。
5、幕墙结构构造BIM精确预留技术，解决了预留孔位多、难定位的问题。
具体实施方式
下面将结合较佳的实施例，对本发明作进一步的说明。
一种叠级幕墙施工方法，包括以下步骤：正向深化设计、幕墙单元划分、单元构件BIM加工图、BIM模型预留孔准确定位、主体外立面三维扫描逆向建模、构件加工图矫正、单元板数控加工热弯曲定型、U型外包埋件安装、钢结构安装、主龙骨安装、隔振片安装、次龙骨安装（活动连接节点调节安装）、阶梯双曲铝板安装、拼缝打胶。
具体的步骤为：
（1）正向深化设计、幕墙单元划分
通过Rino软件对多曲率环状幕墙曲率进行优化拟合，自动合理划分幕墙单元；再利用Grasshopper软件的遗传算法功能对幕墙立面的坡线进行计算，以计算出阶梯板每踏步的宽度和高度。
（2）单元构件BIM加工图
将单元划分好的模型再次导入Rino软件，可直接读取幕墙单元信息，导出BIM加工图。
（3）BIM模型预留孔准确定位
从Rino软件中导出幕墙模型，与REVIT结构模型进行链接，读取幕墙单元中高强螺栓，标记在REVIT结构模型中，可获得结构预留孔位置，从而实现留孔准确定位。
（4）主体外立面三维扫描逆向建模
建筑的主体结构完成后，利用激光三维扫描技术，对结构外立面进行扫描和逆向建模，同时对REVIT结构模型进行拟合，获得实际结构施工误差。
（5）构件加工图矫正
再对幕墙单元模型进行拟合，调整幕墙单元构件尺寸，对变化构件的加工图进行调整，向工厂提供精确的构件加工图。
（6）单元板数控加工热弯曲定型
本幕墙单元是双曲阶梯型的单元板，需要弯曲13次才能加工成型，为提高板材加工合格率和加工效率，首创采用热弯曲定型技术，将幕墙板进行烘烤加热至一定温度，使板材有良好的弯曲性能，再通过数控加工技术，连续弯曲一次成型，并将成品板临时固定降温至环境温度后再去除临时固定。
（7）U型外包埋件安装
将加工好的U型外包埋件通过高强螺栓，在结构预留孔进行安装固定。
（8）钢结构安装
将型钢梁与U型外包埋件进行连接固定。
（9）主龙骨安装
将主龙骨安装在型钢梁上。
（10）隔振片安装
在主次龙骨之间安装隔振片，以消除不同钢结构构件热胀冷缩产生的幕墙结构异响问题。
（11）次龙骨安装（活动连接节点调节安装）
安装阶梯次龙骨，次龙骨与主龙骨通过活动长螺栓进行连接，以消除加工、安装所造成的位置偏差，并将位置偏差传递给幕墙单元板。
（12）阶梯双曲铝板安装
将阶梯双曲铝板安装在次龙骨上，由次龙骨传递来的位置偏差形成幕墙单元间的空隙。
（13）拼缝打胶
幕墙单元板间的空隙，使用耐候胶密封。
应用上述技术方案的实施例中，幕墙单元是双曲阶梯型的单元板，需要弯曲13次才能加工成型，为提高板材加工合格率和加工效率，首创采用热弯曲定型技术，将幕墙板进行烘烤加热至一定温度，使板材有良好的弯曲性能，再通过数控加工技术，连续弯曲一次成型，并将成品板临时固定降温至环境温度后再去除临时固定；
悬挑双曲面叠级幕墙单元板无标准板，每个单元均不相同，传统的手动划分单元出具加工图，其工作量巨大，出图周期长，本技术方案创新使用BIM正向设计，利用模拟软件自动合理划分幕墙加工单元，并软件导出构件加工图。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种叠级幕墙施工方法，其特征在于，所述施工方法包括以下步骤：
（1）正向深化设计、幕墙单元划分：
通过Rino软件对多曲率环状幕墙曲率进行优化拟合，自动合理划分幕墙单元，再利用Grasshopper软件的遗传算法功能对幕墙立面的坡线进行计算，以计算出阶梯板每踏步的宽度和高度；
（2）导出单元构件BIM加工图；
（3）BIM模型预留孔准确定位；
（4）主体外立面三维扫描逆向建模；
（5）构件加工图矫正；
（6）单元板数控加工热弯曲定型：
本幕墙单元是双曲阶梯型的单元板，采用热弯曲定型技术，将幕墙板进行烘烤加热至一定温度，使板材有良好的弯曲性能，再通过数控加工技术，连续弯曲一次成型，并将成品板临时固定降温至环境温度后再去除临时固定；
（7）U型外包埋件安装；
（8）钢结构安装：
将型钢梁与U型外包埋件进行连接固定；
主龙骨安装：
将主龙骨安装在型钢梁上；
（10）隔振片安装：
在主次龙骨之间安装隔振片，以消除不同钢结构构件热胀冷缩产生的幕墙结构异响问题；
（11）次龙骨安装（活动连接节点调节安装）：
安装阶梯次龙骨，次龙骨与主龙骨通过活动长螺栓进行连接，以消除加工、安装所造成的位置偏差，并将位置偏差传递给幕墙单元板；
（12）阶梯双曲铝板安装；
（13）拼缝打胶。
2.根据权利要求1所述的一种叠级幕墙施工方法，其特征在于，所述步骤（2）导出单元构件BIM加工图中，将单元划分好的模型再次导入Rino软件，可直接读取幕墙单元信息，最终导出BIM加工图。
3.根据权利要求1所述的一种叠级幕墙施工方法，其特征在于，所述步骤（3）BIM模型预留孔准确定位中，从Rino软件中导出幕墙模型，与REVIT结构模型进行链接，读取幕墙单元中高强螺栓，标记在REVIT结构模型中，可获得结构预留孔位置，从而实现留孔准确定位。
4.根据权利要求1所述的一种叠级幕墙施工方法，其特征在于，所述步骤（4）主体外立面三维扫描逆向建模中，建筑的主体结构完成后，利用激光三维扫描技术，对结构外立面进行扫描和逆向建模，同时对REVIT结构模型进行拟合，获得实际结构施工误差。
5.根据权利要求1所述的一种叠级幕墙施工方法，其特征在于，所述步骤（5）构件加工图矫正中，对幕墙单元模型进行拟合，调整幕墙单元构件尺寸，对变化构件的加工图进行调整，向工厂提供精确的构件加工图。
6.根据权利要求1所述的一种叠级幕墙施工方法，其特征在于，所述步骤（7）U型外包埋件安装中，将加工好的U型外包埋件通过高强螺栓，在结构预留孔进行安装固定。
7.根据权利要求1所述的一种叠级幕墙施工方法，其特征在于，所述步骤（12）阶梯双曲铝板安装中，将阶梯双曲铝板安装在次龙骨上，由次龙骨传递来的位置偏差形成幕墙单元间的空隙。
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