CN117988489A - 一种自由曲面铝板飘带幕墙系统施工方法及幕墙系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自由曲面铝板飘带幕墙系统施工方法及幕墙系统，该幕墙系统施工时先将主体连接件与主体结构上的预埋件提前焊接固定，同时通过相关软件对幕墙骨架进行分段分块，生成对应模型、规格和编号，然后在工厂生产加工相关骨架、面板、连接构件等，并完成单元板块的加工，完成后运至工地，在工地对小单元预拼装、安装面板，再起吊到固定位置与主体连接件连接连接固定，焊接固定上下相邻的两单元板块、相邻两小单元、安装事先未安装的面板，直至整个幕墙系统施工完成。本发明克服传统工艺上的立面调节处理方式，在满足幕墙的正常使用功能前提下，能够降本增效，节约工期与成本。

Description

一种自由曲面铝板飘带幕墙系统施工方法及幕墙系统

技术领域

本发明属于幕墙技术领域，尤其涉及一种自由曲面铝板飘带幕墙系统施工方法及幕墙系统。

背景技术

幕墙是建筑物的外墙护围，是利用各种强劲、轻盈、美观的结构框架材料与镶嵌板材组成，使建筑达到美观、多功能而又安全的外墙，是现代大型和高层建筑常用的带有装饰效果的轻质墙体，可相对主体有一定的位移能力。而随着科技发展，为了达到某种目的或某种建筑艺术效果(如为了打造地标性建筑或突出设计的与众不同)，通常会采用一些流线型线条、单曲面、双曲面、甚至多曲面手法进行设计组合，借此来表现出更为优美、曲线更为突出、更具有代表性的建筑。相对于平面幕墙来说，这种自由曲面形式的幕墙施工对构件加工精度和安装精度等要求更严格，且施工繁琐、工期长、成本高。

传统铝板幕墙施工采用一根立杆、一根横梁现场焊接逐个安装的方式，而对于自由曲面造型的幕墙来说，现场加工及组装，焊接质量无法保证，且钢龙骨进出面控制困难，水平龙骨标高控制困难等；此外，竖向错缝铝板现场立面安装，操作不方便、错缝拼装控制调节困难，缝宽度无法在立面上做到统一标准，整个建筑外立面为双曲面形式、单块铝板现场安装定位不准确，容易导致外立面幕墙效果达不到建筑师要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种自由曲面铝板飘带幕墙系统施工方法及幕墙系统，用以克服现场加工及组装，焊接质量无法保证，以及传统工艺上的竖向错缝铝板现场立面安装，操作不方便、错缝拼装控制调节困难的问题。

为了达到上述技术效果，本发明采用的技术方案是：

一种自由曲面铝板飘带幕墙系统施工方法，包括以下施工步骤：

S1.将主体连接件与主体结构上的预埋件提前焊接固定，并确保主体连接件位于设计的空间坐标定位点；

S2.对整体骨架按幕墙走向以每3-4根圆管结构的立柱及其间的所有横梁为一小单元进行分段，在高度方向上，通过软件计算吨位，最大分以骨架加面板及其上的连接构件和面板固定件的总重量不超过8吨为基础，对每一小单元进行分块，使每一小单元形成为若干单元板块；

S3.根据幕墙整体曲面形状及分段分块情况，通过BIM参数化设计、开发自动化设计、下单软件将立柱、横梁、面板、连接构件通过计算自动生成对应模型、规格和编号；

S4.按照设计的加工图在工厂进行骨架、面板、连接构件，以及面板固定件的生产加工，对应标注编号，对立柱进行弯曲成型，使其与设计形状一致，然后对立柱进行横梁焊接固定，同时在单元板块的立柱上焊接对应的连接构件，在立柱和横梁上安装面板固定件，形成完整的单元板块；

S5.在工地对每一小单元进行预拼装，并在每一单元板块上安装对应编号的面板，在同一小单元上，当面板位于相邻两单元板块连接处时，该面板暂不安装；

S6.以自下向上和幕墙走向为先后原则，依次吊装拼装面板后的单元板块，每吊装完成一单元板块并确认位置准确后，通过连接构件将该单元板块与对应的主体连接件连接固定，同时将上下相邻的两单元板块的立柱对接焊接固定，并安装预拼装时未安装的面板，在安装后一小单元时，将该小单元与前一小单元之间的两相邻立柱通过横梁焊接固定，并在横梁上也安装面板固定件，同时安装对应编号的面板，直至整个幕墙系统施工完成。

进一步地，所述步骤S1中还包括在主体连接件下方采用斜撑与主体结构上的预埋件提前焊接固定，斜撑另一端与主体连接件下表面焊接固定。

进一步地，所述步骤S4中还包括对焊接成型的单元板块及其上的连接构件进行平面坐标点位置校核。

进一步地，所述步骤S5中单元板块安装面板时还包括在单元板块适合吊装起吊的部位处暂时不安装面板；所述步骤S6中在完成单元板块与主体连接件连接固定后还包括在单元板块上安装吊装起吊部位未安装的面板。

进一步地，所述步骤S6中还包括对完成拼装的骨架进行表面氟碳喷涂处理。

进一步地，所述步骤S6中吊装作业时还包括将通过钢丝绳将弧形钢结构的单元板块进行弓状绷紧，对角线方向也用钢丝绳绷紧。

一种自由曲面铝板飘带幕墙系统，包括由弧形立柱和连接相邻立柱的横梁构成的骨架，以及安装在骨架外侧若干面板；所述立柱背面设有连接构件，立柱通过连接构件及主体结构上固定的主体连接件与主体机构固定连接，所述立柱正面及横梁正面均沿轴向通过螺钉固定有若干面板固定件，所述面板固定件为U型角码，角码关于其与立柱贴接形成的交线左右对称，所述面板的左右端折边分别插设在对应侧立柱上的角码的U型槽内，面板的上下端折边分别插设在对应侧横梁上的角码的U型槽内，面板的折边与角码通过二者内壁贴接并通过抽芯拉铆钉铆接固定。

进一步地，所述主体结构内部设有若干组预埋件，所述预埋件由外表面与主体结构的混凝土表面持平的预埋钢板及焊接在预埋钢板背面的多个水平预埋筋构成，每组预埋件设有上下两个，所述主体连接件为水平设置，主体连接件设有外套管、内套管、端板和耳板，所述主体连接件通过外套管的一端与上预埋件焊接固定，所述内套管一端滑动插设在外套管另一端，并通过螺钉与外套管锁紧固定，所述端板焊接在内套管另一端，两个所述耳板竖向垂直焊接在端部外侧面上，两耳板间形成有插槽，且耳板设有连接孔；所述立柱对应两耳板插槽处焊接有连接片，所述连接片插设在插槽内，连接片通过螺栓与耳板锁紧固定，耳板与端板之间以及连接片与立柱之间均焊接有加强肋。

进一步地，所述主体连接件正下方设有斜撑，所述斜撑一端与下预埋件的预埋钢板焊接固定，另一端与其上方的水平连接件焊接固定。

进一步地，所述角码在其U型槽内的外露螺钉处可拆卸安装有装饰帽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过将整个骨架进行分段分块，将每3-4根立柱及其连接的横梁连作为一小单元，小单元最大分成若干单元板块，通过设计优化，以板块化形式在工厂完成，使得骨架、面板等处理易控制和易校准，保证了骨架空间点位的准确性，工厂完成后运送现场后预拼装既可吊装连接，同时减少了现场大量的焊接，吊装到位后，仅需保证主体连接件与立柱连接点位的位置，核对好位置后连接既可，降低了整个幕墙系统的安装难度和安全风险，同时降低了幕墙的安装成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

附图说明

图1为本发明幕墙系统结构示意图。

图2为本发明明幕墙系统骨架与面板连接结构示意图。

图中各标号和对应的名称为：

1.主体结构、 11.预埋件、 111.预埋钢板、

112.水平预埋筋、 2.主体连接件、 21.外套管、

22.内套管、 23.端板、 24.耳板、

3.立柱、 31.连接构件、 32.加强肋、

4.横梁、 5.面板固定件、 51.装饰帽、

6.面板

具体实施方式

实施例一

一种自由曲面铝板飘带幕墙系统施工方法，该方法包括以下施工步骤：

S1.将主体连接件2与主体结构1上的预埋件11提前焊接固定，并确保主体连接件2位于设计的空间坐标定位点，主体连接件2下方采用斜撑与主体结构1上的预埋件11提前焊接固定，斜撑另一端与主体连接件2下表面焊接固定。其中，主体连接件2的空间坐标可利用BIM提取；通过全站仪进行反馈数值，空间坐标定位点提前在预埋件11上做标记。

S2.对整体骨架按幕墙走向以每3-4根圆管结构的立柱3及其间的所有横梁4为一小单元进行分段，在高度方向上，通过软件计算吨位，最大分以骨架加面板6及其上的连接构件31和面板固定件5的总重量不超过8吨为基础，对每一小单元进行分块，使每一小单元形成为若干单元板块；通过设计优化，最大分单元板块，有利于整个幕墙工程施工的快速进行。

S3.根据幕墙整体曲面形状及分段分块情况，通过BIM参数化设计、开发自动化设计、下单软件将立柱3、横梁4、面板6、连接构件31通过计算自动生成对应模型、规格和编号。

S4.按照设计的加工图在工厂进行骨架、面板6、连接构件31，以及面板固定件5的生产加工，对应标注编号，对立柱3进行弯曲成型，使其与设计形状一致，然后对立柱3进行横梁4焊接固定，同时在单元板块的立柱3上焊接对应的连接构件31，在立柱3和横梁4上安装面板固定件5，形成完整的单元板块，并对焊接成型的单元板块及其上的连接构件31进行平面坐标点位置校核，校核后运至现场吊装。通过将单元板块等在工厂完成，使得骨架、面板6等处理易控制和易校准，保证了骨架空间点位的准确性，同时减少了现场大量的焊接工作，缩短了施工工期。

S5.在工地对每一小单元进行预拼装，并在每一单元板块上安装对应编号的面板6，在同一小单元上，当面板6位于相邻两单元板块连接处时，该面板6暂不安装；其中，单元板块安装面板6时还包括在单元板块适合吊装起吊的部位处暂时不安装面板6。

S6.以自下向上和幕墙走向为先后原则，依次吊装拼装面板6后的单元板块，每吊装完成一单元板块并确认位置准确后，通过连接构件31将该单元板块与对应的主体连接件2连接固定，同时将上下相邻的两单元板块的立柱3对接焊接固定，并安装预拼装时未安装的面板6，在安装后一小单元时，将该小单元与前一小单元之间的两相邻立柱3通过横梁4焊接固定，并在横梁4上也安装面板固定件5，同时安装对应编号的面板6，直至整个幕墙系统施工完成。其中，骨架拼装完成后需进行表面氟碳喷涂处理。吊装作业时，通过钢丝绳将弧形钢结构的单元板块进行弓状绷紧，对角线方向也用钢丝绳绷紧，以防止吊装起吊过程中发生变形。

实施例二

一种自由曲面铝板飘带幕墙系统，包括由弧形立柱3和连接相邻立柱3的横梁4构成的骨架，以及安装在骨架外侧拼装的若干面板6。幕墙面板6整体采用梯形结构左右错缝拼装，面板6四周设有折边。立柱3背面设有连接构件31，立柱3通过连接构件31及主体结构1上固定的主体连接件2与主体机构固定连接。立柱3正面及横梁4正面均沿轴向通过螺钉固定有若干U型角码作为面板固定件5，角码关于其与立柱3贴接形成的交线左右对称，角码在其U型槽内的外露螺钉处可拆卸安装有装饰帽51。面板6的左右端折边分别插设在对应侧立柱3上的角码的U型槽内，面板6的上下端折边分别插设在对应侧横梁4上的角码的U型槽内，面板6的折边与角码通过二者内壁贴接并通过抽芯拉铆钉铆接固定。其中，主体结构1内部设有若干组预埋件11，预埋件11由外表面与主体结构1的混凝土表面持平的预埋钢板111及焊接在预埋钢板111背面的多个水平预埋筋112构成，每组预埋件11设有上下两个。主体连接件2为水平设置，主体连接件2设有外套管21、内套管22、端板23和耳板24，主体连接件2通过外套管21的一端与上预埋件11焊接固定，内套管22一端滑动插设在外套管21另一端，并通过螺钉与外套管21锁紧固定，端板23焊接在内套管22另一端，两个耳板24竖向垂直焊接在端部外侧面上，两耳板24间形成有插槽，且耳板24设有连接孔。通过主体连接件2设置成内外套管21滑动结构，从而能够确保主体连接构件31与立柱3连接的空间点位准确。主体连接件2正下方设有斜撑，斜撑一端与下预埋件11的预埋钢板111焊接固定，另一端与其上方的水平连接件焊接固定。立柱3对应两耳板24插槽处焊接有连接片作为连接构件31，连接片插设在插槽内，连接片通过螺栓与耳板24锁紧固定，耳板24与端板23之间以及连接片与立柱3之间均焊接有加强肋32。

本发明通过将整体骨架进行分段分块，各单元板块在工厂焊接施工，完成后运输工地以板块化拼装作业，克服了传统工艺上的立面调节处理方式，在满足幕墙的正常使用功能前提下，能够降本增效，节约工期与成本，也是对绿色建筑进行实质性的响应。

本发明不局限于上述具体的实施方式，对于本领域的普通技术人员来说从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自由曲面铝板飘带幕墙系统施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤：

S1.将主体连接件与主体结构上的预埋件提前焊接固定，并确保主体连接件位于设计的空间坐标定位点；

S2.对整体骨架按幕墙走向以每3-4根圆管结构的立柱及其间的所有横梁为一小单元进行分段，在高度方向上，通过软件计算吨位，最大分以骨架加面板及其上的连接构件和面板固定件的总重量不超过8吨为基础，对每一小单元进行分块，使每一小单元形成为若干单元板块；

S3.根据幕墙整体曲面形状及分段分块情况，通过BIM参数化设计、开发自动化设计、下单软件将立柱、横梁、面板、连接构件通过计算自动生成对应模型、规格和编号；

S4.按照设计的加工图在工厂进行骨架、面板、连接构件，以及面板固定件的生产加工，对应标注编号，对立柱进行弯曲成型，使其与设计形状一致，然后对立柱进行横梁焊接固定，同时在单元板块的立柱上焊接对应的连接构件，在立柱和横梁上安装面板固定件，形成完整的单元板块；

S5.在工地对每一小单元进行预拼装，并在每一单元板块上安装对应编号的面板，在同一小单元上，当面板位于相邻两单元板块连接处时，该面板暂不安装；

S6.以自下向上和幕墙走向为先后原则，依次吊装拼装面板后的单元板块，每吊装完成一单元板块并确认位置准确后，通过连接构件将该单元板块与对应的主体连接件连接固定，同时将上下相邻的两单元板块的立柱对接焊接固定，并安装预拼装时未安装的面板，在安装后一小单元时，将该小单元与前一小单元之间的两相邻立柱通过横梁焊接固定，并在横梁上也安装面板固定件，同时安装对应编号的面板，直至整个幕墙系统施工完成。

2.根据权利要求1所述的自由曲面铝板飘带幕墙系统施工方法，其特征在于，所述步骤S1中还包括在主体连接件下方采用斜撑与主体结构上的预埋件提前焊接固定，斜撑另一端与主体连接件下表面焊接固定。

3.根据权利要求1所述的自由曲面铝板飘带幕墙系统施工方法，其特征在于，所述步骤S4中还包括对焊接成型的单元板块及其上的连接构件进行平面坐标点位置校核。

4.根据权利要求1所述的自由曲面铝板飘带幕墙系统施工方法，其特征在于，所述步骤S5中单元板块安装面板时还包括在单元板块适合吊装起吊的部位处暂时不安装面板；所述步骤S6中在完成单元板块与主体连接件连接固定后还包括在单元板块上安装吊装起吊部位未安装的面板。

5.根据权利要求1所述的自由曲面铝板飘带幕墙系统施工方法，其特征在于，所述步骤S6中还包括对完成拼装的骨架进行表面氟碳喷涂处理。

6.根据权利要求1所述的自由曲面铝板飘带幕墙系统施工方法，其特征在于，所述步骤S6中吊装作业时还包括将通过钢丝绳将弧形钢结构的单元板块进行弓状绷紧，对角线方向也用钢丝绳绷紧。

7.根据权利要求1所述的自由曲面铝板飘带幕墙系统施工方法施工的幕墙系统，其特征在于，包括由弧形立柱和连接相邻立柱的横梁构成的骨架，以及安装在骨架外侧若干面板；所述立柱背面设有连接构件，立柱通过连接构件及主体结构上固定的主体连接件与主体机构固定连接，所述立柱正面及横梁正面均沿轴向通过螺钉固定有若干面板固定件，所述面板固定件为U型角码，并关于其与立柱贴接形成的交线左右对称，所述面板的左右端折边分别插设在对应侧立柱上的角码的U型槽内，面板的上下端折边分别插设在对应侧横梁上的角码的U型槽内，面板的折边与面板固定件通过二者内壁贴接并通过抽芯拉铆钉铆接固定。

8.根据权利要求7所述的幕墙系统，其特征在于，所述主体结构内部设有若干组预埋件，所述预埋件由外表面与主体结构的混凝土表面持平的预埋钢板及焊接在预埋钢板背面的多个水平预埋筋构成，每组预埋件设有上下两个，所述主体连接件为水平设置，主体连接件设有外套管、内套管、端板和耳板，所述主体连接件通过外套管的一端与上预埋件焊接固定，所述内套管一端滑动插设在外套管另一端，并通过螺钉与外套管锁紧固定，所述端板焊接在内套管另一端，两个所述耳板竖向垂直焊接在端部外侧面上，两耳板间形成有插槽，且耳板设有连接孔；所述立柱对应两耳板插槽处焊接有连接片，所述连接片插设在插槽内，连接片通过螺栓与耳板锁紧固定，耳板与端板之间以及连接片与立柱之间均焊接有加强肋。

9.根据权利要求8所述的幕墙系统，其特征在于，所述主体连接件正下方设有斜撑，所述斜撑一端与下预埋件的预埋钢板焊接固定，另一端与其上方的水平连接件焊接固定。

10.根据权利要求7所述的幕墙系统，其特征在于，所述角码在其U型槽内的外露螺钉处可拆卸安装有装饰帽。