拉索式框支承玻璃幕墙施工工法

拉索式(框支承)玻璃幕墙施工工法1.前言拉索式结构是一种轻巧、高强、高效和高技术含量的现代结构，它巧妙地将结构的力学美和建筑形体的艺术美有机地融合在一起，具有强烈的时代气息。拉索式（框支承）结构因具有简洁并具有力度感，也不致于破坏建筑物外观的整体美感，环保节能等特点，在众多的公共建筑得到了日益广泛的应用。在众多的的施工应用过程中，均取得了较好的效果，形成了一套成熟的施工工法。2.工法特点本工法对拉索式（框支承）玻璃幕墙施工工艺原理进行了比较系统的论述，提出了钢索张拉的施工要求及对拉索张拉力的测定；提出了钢索与幕墙之间如何进行连接；同时提出了对材料要求及安装质量控制要求，有较强的实用性和可操作性。3.适用范围本工法适用于非抗震设防和抗震设防烈度为6－8度，建筑高度不大于100m的公共建筑中拉索式（框支承）玻璃幕墙的安装。4.工艺原理拉索的稳定与预应力控制是拉索式玻璃幕墙施工技术中的关键问题。拉索结构是柔性张拉结构，在没有施加预应力之前没有刚度，其形状也是不确定的，必须通过施加适当的预应力赋予其一定的形状，才能成为能承受外荷的结构。在给定的边界条件下，所施加的预应力系统的分布和大小同所形成的结构初始形状是互相联系的。玻璃所承受的风荷载和水平地震作用传到横梁和立挺后通过支撑杆传到拉索体系，形成整个体系的自平衡。5.施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程测量定位→支承钢结构制作安装→不锈钢索体系安装→支撑杆安装及调整→不锈钢索张拉→单元体转接件的安装→幕墙立挺及横梁安装→玻璃单元安装→打胶→玻璃清洗→清理5.1-1单元幕墙标准纵剖节点5.1-2单元幕墙支撑系统5.2操作要点5.2.1测量定位按设计轴线及标高，分别测量屋面（楼板）梁或支承钢（砼）梁，地锚（水平基础梁、预埋钢板）、各楼层钢索水平撑杆的纵轴向轴线及标高，形成三维立体控制网，从而满足幕墙、支承结构、拉索结构定位的要求。5.2.2支承结构的安装1先进行钢立柱的吊装，用钢支座与主体钢结构连接，进行拧紧固定，然后安装顶部横向钢梁。2根据幕墙分格线及幕墙完成面，将分格线引至顶部横向钢梁，复核每分格线处横向钢梁标高。3拉索下支座与预埋板焊接，在安装拉索前单独进行预拉，以检查预埋板所承受的力能否满足施工的要求，如不符合要求，需重新预埋。4在横向钢梁上（设计位置）设悬挂钢索的上支座，根据上部支承结构复核尺寸，考虑上部支承结构挠度，调节上部支座安装高度。钢索体系的安装1按照设计要求及订购合同条款验收钢索，查验合格证、质保书等；2根据钢索的设计长度及在设计预拉力作用下，钢索延伸长度落料；3制作拉索的上索头和下索头；4按左右次序，把一个立面的钢索依次挂在顶底钢连接支座之间，特别注意二索相交时外索和内索的相互位置要求，全部索锚具调节端在下端，固定端在上端，一次拧紧二端锚固件上的成品螺钉；5依此安装幕墙立面全部钢索。支撑杆安装及调整1按上下次序，把一个立面的支撑杆依次装在拉索上，拧上拉索压板的压紧螺栓，不能太紧，要求撑杆在拉索上不能自由滑动即可。2用千斤顶张拉钢索收紧二对拉索（内索和外索），使得钢索不再松驰，按照定位钢线标高调整支撑杆的位置和水平度，少许拧紧钢索压板的压紧螺钉，依次重复设置整个立面的支撑杆位置。钢索张拉，调节钢索预应力值1钢索张拉顺序：内索和外索同时张拉。2钢索张拉准备工作：准备张拉设备（千斤顶）和力矩扳手；准备测试记录本；根据不同跨度明确各钢索相应的预紧力；拉索测定仪的标定。为防止因预拉的受力不均匀而造成钢结构的变形，顶部设过载保护装置(当顶部位移超过保护值,保险丝破断，拉力释放到较小值，保护幕墙结构的安全)。3钢索张拉步骤：采用反复张拉、逐步到位的施工工艺，用拉索测定仪对拉索的有效索拉力进行测定。第一循环：按张拉顺序用千斤顶施加张拉力，边调节边观察力矩扳手和拉索测定仪数据，使钢索预紧力达总预紧力的50%，按次序同时收紧二对拉索（内索和外索），再次调整支撑杆的位置和水平度，依次重复设置整个立面的支撑杆位置。第二循环：按张拉顺序用千斤顶施加张拉力，边调节边观察立矩扳手和拉索测定仪数据，使钢索预紧力达总预紧力的75%，按次序同时收紧二对拉索（内索和外索）至设定的数值，再次调整支撑杆的位置和水平度，依次重复设置整个立面的支撑杆位置。第三循环：按张拉顺序用千斤顶施加张拉力，边调节边观察立矩扳手和拉索测定仪数据，使钢索预紧力达总预紧力的103%，按次序同时收紧二对拉索（内索和外索）至设定的数值，再次调整支撑杆的位置和水平度，依次重复设置整个立面的支撑杆位置。4拉索应力的核实和支撑杆的固定因拉索的预紧可使得已预紧的应力相应损失，重新依次测量拉索的预紧力，校核支撑杆的标高和位置后，把拉索压板的压紧螺钉最终拧到位（用内六角扳手，人力拧不动为止）。可利用索的端头锚固处设置的索长的调节螺栓，用拧紧螺栓的办法对索的长短及预应力进行调节。5注意事项1)每个位置的拉索长度可能是不一样的，不能互用。每一榀拉索的不同分割高度的撑杆都是不一样的，不能互用。2)仔细逐个检查每个紧固螺钉头部以及拉索滑道的光洁度，以免划伤钢索表面。3)每次预紧前后应该用设备测量钢梁的变位情况，如有异常变形或位移，必须停止张拉，寻找结构失稳的原因。4)每次预紧后应目测固定支座、预埋钢件、连接焊缝的工作情况。5)拉索安装完成后，上方不应再有焊接工作，以免焊花灼伤钢索表面。单元体转接件的安装单元体的转接件根据设计预制好，拉索预拉完后，即安装转接件，转接件与支撑杆通过螺栓固定。幕墙立挺及横梁安装根据定位线，进行铝合金立挺的安装，与转接件固定。根据预先确定玻璃板块尺寸进行铝合金横梁的安装。玻璃单元安装根据测量定位的结果和有关要求、规范，设计符合客观实际的玻璃板块，按业主要求订货。玻璃进场后要按验收程序组织验收玻璃。玻璃安装顺序应按设计位置、玻璃尺寸编号，自上而下安装玻璃。玻璃接缝宽度顺直及高低差符合要求。1检查及调整脚手架，保证的足够的空间吊装玻璃，检查立挺及横梁之间的中心距，水平度，确认与玻璃尺寸相符后方可开始吊装。检查玻璃的规格尺寸，若有崩边、裂口、明显划伤的玻璃不允许安装。清洁玻璃和吸盘上的灰尘，根据玻璃重量确定吸盘个数，严禁使用吸附力不足的吸盘。2采用电动葫芦、手动葫芦为主，人工辅助相结合的方式，制作一专用钢架，钢架上垫胶，人工用吸盘进行水平搬运，将玻璃搬到钢架上，用尼龙绳绑扎牢固后，用葫芦起吊。吊装玻璃前玻璃必须按照先后顺序堆放好，做好编号，以免造成玻璃的重复搬运。3匀速将玻璃送到安装位置。当玻璃到位时，脚手架上人员应尽早抓住吸盘，控制稳定玻璃，以免碰撞，出现意外事故。4玻璃稳定后，上下人员应注意保护玻璃，当上部有槽时，让上部先入槽；当下部有槽时，先把氯丁胶放入槽内，将玻璃慢慢放入槽中，再用泡沫填充棒固定住玻璃，防止玻璃在槽内摆动造成意外破裂。5玻璃安装好后，应调整玻璃上下、左右、前后的缝隙的大小，其允许偏差不得超过±2mm，然后将玻璃固定住。6待全部调整完毕后，应进行整体立面平整度的检查，其平面度偏差不得超过4mm，确认完全无误，符合图纸设计要求后才能进行打胶。打胶首先用二甲苯清洗玻璃缝，干后玻璃缝周边先双面贴纸，再复查纸缝的宽度是否一致，不一致之处进行调整，水平和垂直缝宽必须统一，最后灌胶。密封胶必须满缝平整，所有的操作必须在密封胶初凝前完成，表面修饰好后，迅速将粘贴在玻璃上的贴纸撕掉。打玻璃胶时，先根据胶缝的大小把玻璃胶筒出口切开相应斜口，打胶要保持注胶均匀。操作顺序一般是：竖向胶缝，由下向上。胶注满后，要检查胶缝里面是否有气泡，若有应及时处理，消除气泡。下封口部位，玻璃与钢槽之间的缝隙用相应的泡沫棒塞紧，注意平直，然后打胶。玻璃清洗密封胶灌缝24小时后，用二甲苯进行全面清洗，有积胶的地方用刀片清刮，再用二甲苯洗涤，不允许留有污迹，验收前再用清水清洗。清理在施工过程中，要求作业班做到工完场清，以保证施工楼层面没有多余的材料及垃圾。项目经理部将派专人对各楼层进行监督、检查，以保证每个作业清洁、规整，对各施工楼层的待用材料要求堆放整齐，以便整个楼面整齐干净。劳动力组织(见表5.3)表5.3劳动力组织情况表工种管理人员技术人员张拉安装打胶其他所需人数336356206.材料与设备6.1材料要求钢材1采用的不锈钢材料应符合国家现行标准规定，采用的碳钢和其他钢材亦要符合现行国家标准规定。2采用的碳钢桁架和其他钢材表面应采用氟碳漆进行防腐蚀处理，涂刷氟碳漆厚度应满足规范要求，并要有检验报告。3采用的标准紧固体要符合现行国家标准规定，非标准紧固件应满足设计要求，并有出厂合格证。钢拉索1钢拉索结构宜适用不锈钢钢丝绳，钢丝绳性能应符合现行国家标准《钢丝绳》GB/T8918的规定，钢丝绳从索具中的拔出力不得小于钢丝绳90%的破断力，应由生产厂家提交测试合格报告及质量保证书。2钢拉索采用的钢丝绳应进行预张拉，其制作应符合《点支式玻璃幕墙工程技术规程》CECS127要求。玻璃1玻璃幕墙采用的玻璃，必须经过钢化处理，钢化前应完成玻璃的切裁磨边、钻孔等工序。2玻璃板块的周边必须按设计要求进行机械磨边、倒棱、倒角等精加工处理玻璃边缘不得出现爆边、缺角等缺陷。其加工后的尺寸、偏差、弯曲度允许偏差等应符合《玻璃幕墙工程技术规程》JGJ102要求。3为达到保温、节能要求，采用双层中空低反射率内加惰性气体玻璃（LOW-E+Ar）。密封材料玻璃幕墙的密封材料宜采用耐候硅酮密封胶，不同品牌的密封材料不得混用，任何情况下，不得使用过期的密封材料。其他材料1玻璃幕墙可采用聚乙烯发泡材料做为填充材料，其性能要符合《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102规定。2支承装置与玻璃之间的衬垫材料应有适宜的韧性和弹性，且不得产生明显蠕变。6.2主要机具设备垂直运输机械：土建的外用电梯、塔吊、井架，以及安装必备的电动葫芦、手动葫芦。各种机电设备：电焊机、氩弧焊机、型材切割机。手工工具：玻璃吸盘、电动锥、手电钻、电锤、梅花扳手、活动扳手、水平直钢板尺、钢角尺、钢卷尺、打胶枪。测量仪器：经纬仪、水准仪、索张拉测定仪。张拉设备：YDC250-200液压穿心千斤顶；LJDBD-1电动油泵。7.质量控制7.1预埋件安装质量支承结构屋面楼板梁上的预埋件应重点检测预埋标高。地锚预埋件，应重点检测标高以保证地锚底板面上的装饰层厚度的要求，并作必要的拉拔实验。7.2支承框架梁安装质量纵向主梁：检测纵横轴线位置，尤其应检查上锚墩及地锚位置偏差，以保证日后安装拉索的垂直精度及幕墙立面定位精度。钢索施加预应力将使梁产生挠曲，在控制主梁标高时，应予以反变形预调控制，以保证幕墙安装完成后，拉索结构上端在同一水平位置上。7.3地锚的安装质量检查其轴线位置及其与上锚墩间位置偏差，以保证拉索结构的垂直精度及墙体定位精度；检查地锚筋板孔的标高是否一致；检查地锚底板与预埋件、底板与筋板的焊接质量，有必要时并作探伤抽验；做好后置件的拉拔抽检实验。7.4钢索的安装质量对钢索原材料按国家标准进行验收，进行强度复查，并逐根进行外观检查；对索头的预紧应力及钢索张拉后的延伸长度进行实验检测；对索头的制作质量进行检查；检查拉索结构的垂直度，水平连系杆的间距、标高、水平度；拉索结构安装完成后，检查拉索结构整体平面度。7.5玻璃的安装质量对玻璃的材料质量进行检查，出厂合格证、检验报告等；对玻璃的加工尺寸、磨边、安装孔眼的位置偏差、精度及研磨质量检查；玻璃弧度及表面缺陷（如缺楞、掉角、划痕等）检查；玻璃接缝宽度、顺直、高低差等偏差检测；玻璃固定件的紧固程度；胶缝外观检查。7.6索桁架点支玻璃幕墙施工质量允许偏差支承结构施工质量允许偏差表(见表7.6.1)表支承结构施工质量允许偏差表序号项目允许偏差（mm）检查方法1预埋件标高±10用激光水平仪或水水平仪2预埋件位置偏差±20经纬仪3上锚墩标高±1.0用激光水平仪或水水平仪4上锚墩位置偏差1.0用经纬仪5上锚墩角度±10º用激光经纬仪6地锚（箱板孔）标标高±1.0用激光水平仪或水水平仪7地锚筋板位置偏差差±1.0用激光经纬仪拉索结构施工质量允许偏差表(见表7.6.2)表索桁架施工质量允许偏差表序号项目允许偏差（mm）检查方法1上固定点标高±1.0用水平仪轴线位移±1.0用经纬仪2上固定点标高±1.0用水平仪轴线位移±1.0用水平仪3索结构垂直度H≤10m1.0用经纬仪10m<H≤200m1.5用激光经纬仪20m<H≤400m2.0用激光经纬仪40m<H2.0用激光经纬仪4两索间对角线差H≤10m1.5用钢卷尺10m<H≤200m2.0用钢卷尺20m<H≤400m3.0用钢卷尺40m<H4.5用钢卷尺5索结构跨度L≤10m±1.0用钢卷尺10m<L≤200m±1.5用钢卷尺20m<L≤400m±2.0用钢卷尺40m<L±3.0用钢卷尺6相邻两索间距（上、下固定点处处）±1.0用钢卷尺7连系杆标高±1.0用水平仪长度±1.0用钢卷尺玻璃面板安装质量允许偏差表(见表7.6.3)表玻璃面板安装质量允许偏差表序号项目允许偏差（mm）检查方法1相邻两玻璃面接缝缝高差1.0用深度尺2上、下两块玻璃接接缝垂直偏差差1.0水平仪3左右两块玻璃接缝缝水平偏差1.0水平仪4玻璃外表面垂直接接缝偏差H≤20m2.0经纬仪H>20m3.05玻璃外表面水平接接缝偏差L≤20m2.0激光水平仪L>20m3.06胶缝宽度（与设计计值比）±1.5用卡尺8.安全措施8.1特殊工种的操作人员必须按规定经有关部门培训，考核合格后持有效证件上岗作业。起重吊装人员遵守十不吊规定，严禁不懂电气、机械的人员擅自操作使用电器、机械设备。8.2高空作业人员应佩带工具袋，工具应放在工具袋中不得放在钢梁或易失落的地方，所有手工工具（如手锤、扳手、撬棍），应穿上绳子套在安全带或手腕上，防止失落伤及他人。8.3吊装前起重指挥要仔细检查吊具是否符合规格要求，是否有操作，所有起重指挥及操作人员必须持证上岗。8.4玻璃幕墙工程吊装和玻璃安装期间应设置警戒范围，先进行试吊装，可行后正式吊装。8.5焊接作业前，要清除现场的易燃易爆物品，或采取相应的隔离措施，高空用火作业需派专人负责监护，防止飞溅的火花引燃可燃物。9.环保措施9.1脚手架设遮护网，避免夜间电焊施工时电焊弧光对马路上车辆的行驶造成影响。9.2施工垃圾及时清理，按指定位置存放。9.3尽量降低噪音，减少环境污染。9.4尽量减少夜间施工。若为加快施工进度或其他原因必须安排夜间施工的，则必须先办理“夜间施工许可证”后进行施工。9.5加强现场场容管理，现场做到整洁、干净、节约、安全、施工秩序良好，现场道路必须保持畅通无阻，保证物质材料顺利进退场，场地应整洁，无施工垃圾，场地及道路定期洒水，降低灰尘对环境的污染。10.效益分析10.1具有独特的建筑艺术效果外，