CN221030875U - 一种双曲面扭转玻璃幕墙 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双曲面扭转玻璃幕墙，包括竖框、横框、钢牛腿、主梁、次梁和主体钢柱，所述主梁固定在肢体钢柱上，所述次梁的一端垂直固定在主梁上，另一端通过钢牛腿连接竖框，所述竖框上横向安装有横框组成网格状龙骨架。该结构能够有效消除主体结构和幕墙龙骨扭转带来的偏差，通过此双曲面扭转玻璃幕墙有助于展现玻璃幕墙线条的流程性，让整个玻璃幕墙看起来更为优美、曲线变化自然，更有助于打造地标性建筑和突出设计师灵感，展现建筑设计的与众不同和形态美感，为打造地标性建筑物奠定坚实的基础，为异形曲面、扭转、倒置式等建筑的创造可能性。

Description

一种双曲面扭转玻璃幕墙

技术领域

本实用新型涉及幕墙装饰技术领域，具体涉及一种双曲面扭转玻璃幕墙。

背景技术

在一些公共建筑中，特别是大体量的高层公共建筑，为了打造地标性建筑和突出设计师灵感，展现建筑设计的与众不同和形态美感，通常会采用一些流线型线条、曲面、倒置式等异形结构建筑予以展现。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。由于其异形曲面变化幅度较大，受力情况较为特殊，一般使用于钢结构作为主体结构的玻璃幕墙，主体结构和幕墙龙骨扭转带来的偏差极大地影响幕墙结构的稳固性和美观性，带来极大的安全隐患。如何充分展现建筑师的设计灵感，打造地标性建筑物，展现建筑的外墙的形态美学和装饰效果，并消除主体结构和幕墙龙骨扭转带来的偏差，成为了急需解决的问题。

在双曲面扭转玻璃幕墙异型玻璃加工难度大，成品率低，成本高。施工过程中，经常会遇到曲面分格分块难协调统一、单元块玻璃板技术参数复杂加工难、周期长的问题，主体结构设计与幕墙发生碰撞和不协调问题矛盾。如何充分展现建筑师的设计灵感，打造地标性建筑物，展现建筑的外墙的形态美学和装饰效果。并且如何解决建筑结构与曲面幕墙龙骨碰撞，图纸深化设计和材料加工的时间长及双曲面扭转玻璃幕墙现场实施，成为了急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种双曲面扭转玻璃幕墙，目的在于提供一种双曲面扭转玻璃幕墙，消除主体结构和幕墙龙骨扭转带来的偏差，展现建筑外墙的形态美学和装饰效果，解决曲面分格分块难协调统一、单元块玻璃板技术参数复杂加工难、周期长、主体结构设计与幕墙发生碰撞和不协调问题矛盾的技术问题。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种双曲面扭转玻璃幕墙，包括竖框、横框、可调角度连接结构及主体结构，其特征在于，所述竖框连接在可调角度连接构上，所述横框呈弧形形式安装在竖框上构成网格状龙骨框架，所述龙骨框架内安装有曲面玻璃。

具体的，所述竖框的外部为空心结构，其外部为铝合金框架，内部设置有通长钢插芯，通长钢插芯与铝合金外框之间通过硬质垫块隔开。

具体的，所述横框通过弹簧插销与竖框中心连接，横框与竖框的端面通过几字形连接件连接，几字形连接件的两端通过螺栓分别与竖框和横框连接。

具体的，所述可调角度连接结构包括钢插芯、钢牛腿及反向支撑，所述钢插芯按照设定角度焊接在钢牛腿的顶部，所述反向支撑焊接在钢牛腿的底部。

具体的，所述钢插芯插入竖框底部中并通过紧固螺栓固定。

具体的，所述钢牛腿包括牛腿杆件、转接端板、牛腿结构连接端板，所述转接端板与牛腿结构连接端板分别焊接在牛腿杆件的两端，所述牛腿结构连接端板的左右两端还竖直焊接有结构连接加强板。

具体的，所述反向支撑上按照其安装角度设置有两组腰型孔，所述反向支撑通过腰型孔安装固定螺栓与竖框的顶部连接，所述竖框顶部可绕反向支撑转动调整安装角度。

具体的，所述主体结构包括主梁、次梁和主体钢柱，其特征在于，所述主梁固定在主体钢柱上，所述次梁的一端垂直固定在主梁上，另一端与钢牛腿连接。

具体的，所述转接端板上焊接有可调角度格栅连接件，所述可调角度格栅连接件包括一转动轴及与转动轴转动连接的两块连接翼板，两块所述连接翼板分别与转接端板和格栅连接。

具体的，所述竖框的外部安装有龙骨扣盖，曲面玻璃位于竖框及龙骨扣盖之间，所述曲面玻璃与竖框和龙骨扣盖之间设置有三元乙丙防水胶条，曲面玻璃之间的空隙填充耐候密封胶，所述曲面玻璃通过压块或压条固定在龙骨框架上。

具体的，所述横框的单根形状呈弧形状。

具体的，所述双曲面扭转玻璃幕墙还包括封边梁，所述封边梁与主梁和次梁相连接，所述封边梁与钢牛腿上的连接端板及结构连接加强板焊接。

基于上述技术方案，可产生如下技术效果：

本实用新型提供一种双曲面扭转玻璃幕墙，本实用新型主要用于钢结构作为主体结构所受荷载较大的幕墙，也可以用于荷载系数不是很高的普通玻璃幕墙，此双曲面扭转玻璃幕墙通过单根龙骨、单块曲面幕墙玻璃组成单块幕墙单元格，然后单块幕墙单元按照一定排布规律进行排布，单块幕墙单元通过重型钢牛腿与封边梁连接，将载荷传递到主次梁，再通过主梁将载荷传递到主体钢柱，实现载荷逐级传递。该结构能够有效消除主体结构和幕墙龙骨扭转带来的偏差，通过此双曲面扭转玻璃幕墙有助于展现玻璃幕墙线条的流程性，让整个玻璃幕墙看起来更为优美、曲线变化自然，更有助于打造地标性建筑和突出设计师灵感，展现建筑设计的与众不同和形态美感，为打造地标性建筑物奠定坚实的基础，为异形曲面、扭转、倒置式等建筑的创造可能性；通过此施工方法有助于实现双曲面扭转玻璃幕墙的施工，有助于解决双曲面扭转玻璃幕墙施工技术难题，特别是在曲面扭转玻璃幕墙施工过程中，经常遇到曲面分格分块难协调统一、单元块玻璃板技术参数复杂加工难、周期长、主体结构设计与幕墙发生碰撞和不协调问题矛盾等诸多问题，保证施工质量，提升施工效率、降低施工成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型龙骨框架与曲面玻璃安装示意图；

图3为本实用新型中可调角度连接结构示意图；

图4为本实用新型中钢牛腿结构示意图；

图5为可调角度格栅连接件示意图；

图6为格栅安装示意图；

图7是本实用新型的施工流程图。

图中，1-竖框，2-横框，3-曲面玻璃，4-铝合金框架，5-通长钢插芯，6-硬质垫块，7-弹簧插销，8-几字形连接件，9-钢插芯，10-钢牛腿，11-反向支撑，12-牛腿杆件，13-转接端板，14-牛腿结构连接端板，15-结构连接加强板，16-主梁，17-次梁，18-主体钢柱，19-可调角度格栅连接件，20-转动轴，21-连接翼板，22-格栅，23-龙骨扣盖，24-三元乙丙防水胶条，25-耐候密封胶，26-封边梁。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

请参阅图1-图2，一种双曲面扭转玻璃幕墙，包括竖框1、横框2、可调角度连接结构及主体结构，其特征在于，所述竖框1连接在可调角度连接构上，所述横框2呈弧形形式安装在竖框1上构成网格状龙骨框架，所述龙骨框架内安装有曲面玻璃3。

在本实施例中，所述竖框1的外部为空心结构，其外部为铝合金框架4，内部设置有通长钢插芯5，通长钢插芯5与铝合金外框之间通过硬质垫块6隔开；所述横框2通过弹簧插销7与竖框1中心连接，横框2与竖框1的端面通过几字形连接件8连接，几字形连接件8的两端通过螺栓分别与竖框1和横框2连接。通过使用通长钢插芯5大大坚强了竖框1的结构强度，横框2和竖框1之间通过弹簧插销7连接，弹簧插销7的具体数量根据实际情况确定，两者连接的端面处使用几字形连接件8连接进一步增强连接结构的稳固性。

实施例2：

请参阅图3-图4，一种双曲面扭转玻璃幕墙，包括竖框1、横框2、可调角度连接结构及主体结构，其特征在于，所述竖框1连接在可调角度连接构上，所述横框2呈弧形形式安装在竖框1上构成网格状龙骨框架，所述龙骨框架内安装有曲面玻璃3。

在本实施例中，所述可调角度连接结构包括钢插芯9、钢牛腿10及反向支撑11，所述钢插芯9按照设定角度焊接在钢牛腿10的顶部，所述反向支撑11焊接在钢牛腿10的底部。所述钢插芯9插入竖框1底部中并通过紧固螺栓固定。所述钢牛腿10包括牛腿杆件12、转接端板13、牛腿结构连接端板14，所述转接端板13与牛腿结构连接端板14分别焊接在牛腿杆件12的两端，所述牛腿结构连接端板14的左右两端还竖直焊接有结构连接加强板15。所述反向支撑11上按照其安装角度设置有两组腰型孔，所述反向支撑11通过腰型孔安装固定螺栓与竖框1的顶部连接，所述竖框1顶部可绕反向支撑11转动调整安装角度。反向支撑11在还未焊接在钢牛腿10上时，通过调节反向支撑11的安装角度可实现大幅度的斜向竖框1的角度调节，对于局部微笑角度调节，通过调整反向支撑11上腰型孔内的对接螺栓实现。本实施例中钢牛腿的应用增强了结构连接强度，实现了竖框1在竖直方向上的角度调节。

实施例3：

请参阅图1，一种双曲面扭转玻璃幕墙，包括竖框1、横框2、可调角度连接结构及主体结构，其特征在于，所述竖框1连接在可调角度连接构上，所述横框2呈弧形形式安装在竖框1上构成网格状龙骨框架，所述龙骨框架内安装有曲面玻璃3。

本实施例中，所述主体结构包括主梁16、次梁17和主体钢柱18，其特征在于，所述主梁16固定在主体钢柱18上，所述次梁17的一端垂直固定在主梁16上，另一端与钢牛腿10连接。

实施例4：

请参阅图5-图6，一种双曲面扭转玻璃幕墙，包括竖框1、横框2、可调角度连接结构及主体结构，其特征在于，所述竖框1连接在可调角度连接构上，所述横框2呈弧形形式安装在竖框1上构成网格状龙骨框架，所述龙骨框架内安装有曲面玻璃3。

在本实施例中，所述转接端板13上焊接有可调角度格栅连接件19，所述可调角度格栅连接件19包括一转动轴20及与转动轴20转动连接的两块连接翼板21，两块所述连接翼板分别与转接端板13和格栅22连接。本实施例中通过钢牛腿10上的转接端板13安装格栅22，格栅22通过可调角度格栅连接件19实现了可调角度安装，能够满足不同场景的需要。

实施例5：

请再次参阅图1-图4，一种双曲面扭转玻璃幕墙，包括竖框1、横框2、可调角度连接结构及主体结构，其特征在于，所述竖框1连接在可调角度连接构上，所述横框2呈弧形形式安装在竖框1上构成网格状龙骨框架，所述龙骨框架内安装有曲面玻璃3。

在本实施例中，所述竖框1的外部安装有龙骨扣盖23，曲面玻璃3位于竖框1及龙骨扣盖23之间，所述曲面玻璃3与竖框1和龙骨扣盖23之间设置有三元乙丙防水胶条24，曲面玻璃3之间的空隙填充耐候密封胶25，所述曲面玻璃3通过压块或压条固定在龙骨框架上。所述横框2的单根形状呈弧形状。所述双曲面扭转玻璃幕墙还包括封边梁26，所述封边梁26与主梁16和次梁17相连接，所述封边梁26与钢牛腿10上的牛腿结构连接端板14及结构连接加强板15焊接。本实施例中块曲面玻璃3安装单元中均设置有三道防水结构，分别为两道三元乙丙防水胶条和耐候密封胶，确保了外界的雨水等不会进入室内；本实施例中封边梁26作为钢牛腿10与主体结构之间的安装媒介，便于在任何位置安装钢牛腿10，极大地方便了施工，保证了双曲面扭转玻璃幕墙整体的结构强度。

请参阅图7，本实用新型一种双曲面扭转玻璃幕墙的施工方法如下：

S1，施工准备工作；

S2，钢结构复检：架设三维激光扫描仪对主体钢结构进行扫描，以此来复核主体钢结构的施工精度和进行误差调整，对幕墙可吸收范围内的误差，优化调整BIM模型；超出幕墙可吸收范围的结构偏差，要求钢结构主体施工单位进行结构修正，以满足双曲面扭转玻璃幕墙的施工要求；

S3，测量放线：在幕墙外网布置9个外围控制点单曲面不少于3个，形成一个闭合控制网，并利用全站仪对闭合导线网采用六测回进行闭合精度复核，以此作为幕墙测量基准控制网， 将幕墙整体上、下两顶、底部两幕墙外轮廓线测量放线、标记，然后将上下两端对应的幕墙分格点拉钢丝绳通线标记，再进行细部测量放线，利用BIM建模生成连接件、骨架三维坐标点，利用全站仪分层投测连接件、龙骨坐标，并基于基点测量，避免累计误差，用2台全站仪和激光经纬仪配合放线，先放出单面的坐标控制线，然后利用墨斗把中心线在地面弹出来，用红油漆标记点的位置，逐个放出重型牛腿及幕墙龙骨安装位置线；

S4，钢牛腿10安装：钢牛腿10施工前应铲除钢结构钢梁表皮的防火涂料，同时需要提前把钢牛腿10与钢结构封边梁26相连接位置的镀锌层打磨去除，调整好安装角度、位置复核无误后，将钢牛腿结构连接端板14及连接加强板15焊接在焊接主体钢结构封边梁26上，钢牛腿10焊接完毕后，再焊接钢牛腿10两侧的加筋板，焊接完成后采用专业仪器检查焊缝质量，安装完成后进行拉拔试验和探伤检测；

S5，幕墙龙骨安装：将竖框1起吊至所需安装位置，插入幕墙竖框1对应的底部钢牛腿10位置上的钢插芯9，然后将竖框1进行扶正、调整安装位置，利用顶部钢牛腿10和竖框1上事先安装的反向支撑11进行初步固定在顶部钢牛腿10上，然后进行竖框1最终位置调整，确认无误后，将竖框1顶部的反向支撑11焊接在钢牛腿10上，再在合适位置安装横框2；

S6，格栅22安装，将可调角度格栅连接件19一侧的连接翼板21与钢牛腿10上的转接端板14连接，另一侧的连接翼板21与格栅22连接；

S7，曲面玻璃3安装：将曲面玻璃3调运到相应的安装位置，调整安装角度后，先通过玻璃垫片进行误差调整，后对曲面玻璃3四周初步固定，再采用自攻螺栓将不锈钢压块逐步对整块单张玻璃进行固定，当内倾斜角度较大时，应采用通常玻璃压条进行玻璃安装固定；

S8，安装龙骨扣盖23；

S9，清理收口：进行曲面玻璃3、竖框1和横框2之间的表面杂质或灰尘清理，再进行打胶处理。

一种双曲面扭转玻璃幕墙的施工方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括如下子步骤：

S101,优化设计方案：加大三元乙丙防水胶条24空腔的设计尺寸，提高三元乙丙防水胶条24的形变范围，采用玻璃冷弯工艺，在固定玻璃的铝合金压板上，每1m设置一个特制不锈钢调节螺丝，通过对螺丝的进出位置调整，来控制玻璃翘曲变化，使得冷弯后的玻璃能安装在玻璃槽内；

S102，建立BIM模型：根据设计图纸及设计说明，利用三维建模软件建立对应双曲面扭转玻璃幕墙的BIM模型，基于幕墙表皮模型，通过Grasshopper参数化调整UV分割，参数化创建龙骨模型、格栅模型、牛腿转接件模型等，高效将方案模型深化为施工图模型；

S103，碰撞检测：在双曲面扭转玻璃幕墙外围控制点上架设三维激光扫描仪对主体钢结构进行扫描，然后将现场实地扫描的数据反馈至数据采集室，与主体钢结构BIM模型进行对比分析；

S104，优化玻璃翘曲值：通过python高级程序语言将曲面玻璃展开至平面，每片玻璃的翘曲值均不相同，利用仿真软件对双曲面玻璃幕墙进行玻璃翘曲度分析、规整化处理，实现翘曲值分析、优化、降低施工难度；

S105，模型编号和参数化下料；

S106，空间坐标转换：利用BIM模型，提取施工所需坐标定位参数，同时确定预埋转接件和各单元板块在主体结构中的位置，以及空间测量放线坐标，利用CAD将空间坐标转换为平面坐标指导现场施工放线；

S107，现场打样：进行整个曲面扭转玻璃幕墙施工前，先进行现场打样，做到样板先行，验收合格后，在组织现场大面积实施。

本实用新型通过此双曲面扭转玻璃幕墙有助于展现玻璃幕墙线条的流程性，让整个玻璃幕墙看起来更为优美、曲线变化自然，更有助于打造地标性建筑和突出设计师灵感，展现建筑设计的与众不同和形态美感，为打造地标性建筑物奠定坚实的基础，为异形曲面、扭转、倒置式等建筑的创造可能性；通过此施工方法有助于实现双曲面扭转玻璃幕墙的施工，有助于解决双曲面扭转玻璃幕墙施工技术难题，特别是在曲面扭转玻璃幕墙施工过程中，经常遇到曲面分格分块难协调统一、单元块玻璃板技术参数复杂加工难、周期长、主体结构设计与幕墙发生碰撞和不协调问题矛盾等诸多问题。

上面结合附图和实施例对本实用新型作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的只是范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。

Claims (12)

1.一种双曲面扭转玻璃幕墙，包括竖框（1）、横框（2）、可调角度连接结构及主体结构，其特征在于，所述竖框（1）连接在可调角度连接构上，所述横框（2）呈弧形形式安装在竖框（1）上构成网格状龙骨框架，所述龙骨框架内安装有曲面玻璃（3）。

2.根据权利要求1所述的一种双曲面扭转玻璃幕墙，其特征在于，所述竖框（1）的外部为空心结构，其外部为铝合金框架（4），内部设置有通长钢插芯（5），通长钢插芯（5）与铝合金外框之间通过硬质垫块（6）隔开。

3.根据权利要求1所述的一种双曲面扭转玻璃幕墙，其特征在于，所述横框（2）通过弹簧插销（7）与竖框（1）中心连接，横框（2）与竖框（1）的端面通过几字形连接件（8）连接，几字形连接件（8）的两端通过螺栓分别与竖框（1）和横框（2）连接。

4.根据权利要求1所述的一种双曲面扭转玻璃幕墙，其特征在于，所述可调角度连接结构包括钢插芯（9）、钢牛腿（10）及反向支撑（11），所述钢插芯（9）按照设定角度焊接在钢牛腿（10）的顶部，所述反向支撑（11）焊接在钢牛腿（10）的底部。

5.根据权利要求4所述的一种双曲面扭转玻璃幕墙，其特征在于，所述钢插芯（9）插入竖框（1）底部中并通过紧固螺栓固定。

6.根据权利要求4所述的一种双曲面扭转玻璃幕墙，其特征在于，所述钢牛腿（10）包括牛腿杆件（12）、转接端板（13）、牛腿结构连接端板（14），所述转接端板（13）与牛腿结构连接端板（14）分别焊接在牛腿杆件（12）的两端，所述牛腿结构连接端板（14）的左右两端还竖直焊接有结构连接加强板（15）。

7.根据权利要求4所述的一种双曲面扭转玻璃幕墙，其特征在于，所述反向支撑（11）上按照其安装角度设置有两组腰型孔，所述反向支撑（11）通过腰型孔安装固定螺栓与竖框（1）的顶部连接，所述竖框（1）顶部可绕反向支撑（11）转动调整安装角度。

8.根据权利要求1所述的一种双曲面扭转玻璃幕墙，其特征在于，所述主体结构包括主梁（16）、次梁（17）和主体钢柱（18），所述主梁（16）固定在主体钢柱（18）上，所述次梁（17）的一端垂直固定在主梁（16）上，另一端与钢牛腿（10）连接。

9.根据权利要求6所述的一种双曲面扭转玻璃幕墙，其特征在于，所述转接端板（13）上焊接有可调角度格栅连接件（19），所述可调角度格栅连接件（19）包括一转动轴（20）及与转动轴（20）转动连接的两块连接翼板（21），两块所述连接翼板分别与转接端板（13）和格栅（22）连接。

10.根据权利要求1所述的一种双曲面扭转玻璃幕墙，其特征在于，所述竖框（1）的外部安装有龙骨扣盖（23），曲面玻璃（3）位于竖框（1）及龙骨扣盖（23）之间，所述曲面玻璃（3）与竖框（1）和龙骨扣盖（23）之间设置有三元乙丙防水胶条（24），曲面玻璃（3）之间的空隙填充耐候密封胶（25），所述曲面玻璃（3）通过压块或压条固定在龙骨框架上。

11.根据权利要求1所述的一种双曲面扭转玻璃幕墙，其特征在于，所述横框（2）的单根形状呈弧形状。

12.根据权利要求1所述的一种双曲面扭转玻璃幕墙，其特征在于，所述双曲面扭转玻璃幕墙还包括封边梁（26），所述封边梁（26）与主梁（16）和次梁（17）相连接，所述封边梁（26）与钢牛腿（10）上的牛腿结构连接端板（14）及结构连接加强板（15）焊接。