《拉索式點支承玻璃幕牆施工工法》是福州建工（集團）總公司、福州第七建築工程有限公司完成的建築類施工工法，完成人是念保鏢、黃健、莊國強、郭曉、張孝松，適用於鋼筋混凝土框架結構外牆面採用多根豎向承重索和橫向穩定索組成的平面索網支承體系，以四點X形駁接件為連線點連線拉索與玻璃的柔性支承結構。建築高度不大於180米，單索長度不大於40米，單片玻璃重量小於450千克且抗震設防烈度為6~8度的民用建築。
《拉索式點支承玻璃幕牆施工工法》主要的工法特點是：安裝方法簡便，與傳統室外吊籃安裝更為安全可靠。對拉索拉力大小控制較為精確，減小拉索伸長率的變化對幕牆安裝質量的影響。
2011年9月，《拉索式點支承玻璃幕牆施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。
基本介紹
- 中文名：拉索式點支承玻璃幕牆施工工法
- 工法編號：GJEJGF077-2010
- 完成單位：福州建工（集團）總公司、福州第七建築工程有限公司
- 主要完成人：念保鏢、黃健、莊國強、郭曉、張孝松
- 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
拉索式點支承玻璃幕牆是中國發展較快的一種新型幕牆體系，是建築物外觀的標誌之一，集建築、結構、功能、藝術於一體，結構輕巧，承載力強，空間通透，造型美觀，極富有時代感和生命力。福州建工（集團）總公司承建的福州電力調度指揮中心工程中，在超長拉索以及大、厚、重玻璃幕牆施工技術套用中取得了較好的成果，總結形成了《拉索式點支承玻璃幕牆施工工法》。
工法特點
《拉索式點支承玻璃幕牆施工工法》的工法特點是：
1、施工效率比傳統工藝提高20%。
2、安裝方法簡便，與傳統室外吊籃安裝更為安全可靠。
3、對拉索拉力大小控制較為精確，減小拉索伸長率的變化對幕牆安裝質量的影響。
4、大大改善了柔性支承體系上幕牆拼縫的感官質量。
操作原理
適用範圍
《拉索式點支承玻璃幕牆施工工法》適用於鋼筋混凝土框架結構外牆面採用多根豎向承重索和橫向穩定索組成的平面索網支承體系，以四點X形駁接件為連線點連線拉索與玻璃的柔性支承結構。建築高度不大於180米，單索長度不大於40米，單片玻璃重量小於450千克且抗震設防烈度為6~8度的民用建築。
工藝原理
《拉索式點支承玻璃幕牆施工工法》的工藝原理敘述如下：
通過不鏽鋼爪件以點連線的形式將幕牆玻璃與拉索體系相連線，將幕牆的各種荷載和作用傳到拉索體系，再由拉索體系傳到主體結構。整個幕牆的內骨架為由經計算選定了型號的主索、橫鎖組成的格線式框架；面板則由若干片大、厚、重的鋼化玻璃拼裝而成，單片玻璃四角開孔，通過駁接件與主索連線，玻璃與玻璃之間用矽酮耐候膠密封。
施工工藝
- 工藝流程
《拉索式點支承玻璃幕牆施工工法》的工藝流程見圖1。
圖1工藝流程
- 操作要點
《拉索式點支承玻璃幕牆施工工法》的操作要點如下：
施工準備
熟悉圖紙，研究節點構造及與其他外牆飾面的連結，編制施工方案和應急預案。
測量放線
根據設計圖紙用經緯儀在牆面上放出縱橫軸線，可在建築物上彈出墨線再用花籃螺絲固定鋼絲繩進行定位。具體放出玻璃幕牆豎向索和橫索框架線後確定預埋件和駁接座位置後用油漆標出。
預埋件埋設
連線鐵件的預埋可採用整體預埋或植化學螺栓預埋。①整體預埋法：在主體混凝土澆筑前放線定位出預埋鋼板的位置，待混凝土澆築完畢後，鋼板上的錨筋埋於混凝土內，鋼板“貼”於混凝土表面。錨筋的數量及長度由經計算確定。②植化學螺栓法：測量放線定位出預埋件位置後按設計要求在梁混凝土面鑽孔植入化學螺栓，再與開孔的鋼板用螺栓連線。
拉索地錨安裝
在主體混凝土柱，樓板面的預埋件上，焊接拉索座地錨、耳板，形成倒T形連線件，焊接前要進行測量放線定位，所有耳板位置定位誤差在5毫米以內，拉索座耳板是拉索系統的直接受力件，焊接必須飽滿密實，焊接完畢後噴塗氟碳漆兩道。
駁接座焊接
駁接件的焊接前需要精確定位出主索與橫索的位置。在預埋鋼板上彈出的墨線位置處焊接駁接座，駁接座的中心線與所彈墨線重合。所有駁接座的焊接必須垂直於混凝土結構面且豎向偏差小於5毫米。焊接完成後以格線控制其尺寸，並對尺寸線進行技術覆核確認無誤後對駁接件進行防腐處理噴塗氟碳漆，見圖2。
圖2駁接座連結示意圖
拉索安裝
根據現場實際測量的尺寸，繪製出索具尺寸匯總表，並通知索具廠家按匯總表格下料加工。安裝索具前應對預埋件做拉拔實驗，達到設計要求後才能安裝索具。安裝豎索應從頂層逐層向、分區段向下。待豎索與橫索均安裝完畢後再進行張拉。
拉索預拉力施工
拉索的張拉應採用專業的張拉工具以及合格的拉索測力儀器。在張拉施工前應對所使用測力儀器進行標定，明確其使用範圍、量程、測量精度等參數，未標定的儀器不得使用。使用張拉工具進行張拉時每一次施加的拉力不宜過大，邊張拉邊旋緊錨具的螺母，兩者應同步進行。切不可使用蠻力旋緊螺母，以防螺紋滑絲。在張拉過程中需配合拉索測力儀的使用來準確控制張拉力。張拉值的大小應嚴格控制在設計範圍內，且儘量使同一區段內的每根豎索拉力值相等。待豎索張拉完畢後再進行橫索的張拉，當橫索只起到穩定作用時，可用人工旋緊錨具的方式進行張拉，拉力值的大小同樣需用測力儀控制。
7天循環校核
拉索張拉完畢後由於金屬材料自身特性在長度上會產生一定量的徐變，拉力值也會隨之下降，所以豎向拉索和橫向拉索採用7天循環校核、張拉，即7天后再次對拉索測力，所測數值超出設計範圍的應及時予以張拉調整，一般進行兩次7天循環校核以保證拉力值穩定在設計範圍內。首先對豎索進行測力，一個區段平均在不同的3個標高位置取點，並對同一標高處的每根豎索測力，記錄結果。對每根索的測量結果進行對比，確定同一標高點各豎索的受力差值。對拉索重新進行張拉調整，拉力值小於設計值的進行張緊，超出設計值的進行卸力。使得同一標高處各個索的拉力值均等且差值不超過5千牛。7天后再次進行測力檢查調整。
駁接爪安裝
駁接爪為不鏽鋼鋼製爪件，按形狀為X形。其固定是通過擰緊中心固定螺栓使之與夾具連線，而夾具是通過4個今古螺栓將豎索與橫索夾緊固定。由於橫索與豎索成90度直角，所以夾具固定完畢後撥接爪的軸心是垂直於索網平面的，如果軸心與索網平面不垂直應在撥接爪與夾具間加坡墊片調平。
玻璃加工
撥接爪安裝完畢後應準確測量出所需玻璃的尺寸，根據駁接爪件的類型精確定位出玻璃開孔的位置，並繪製玻璃尺寸加工圖編號標註，對進場待裝的玻璃進行編號，對號入座以防位置錯亂導致的尺寸偏差。
玻璃吊裝
玻璃安裝前應調整腳手架與建築外牆的間距保證有足夠的吊裝空間。吊裝前應先測量玻璃的孔距是否與駁接爪（圖3）孔相符，玻璃尺寸是否符合實際安裝尺寸。起吊前將玻璃的四角用膠皮包裹，以防磕碰。清潔玻璃及吸盤上的灰塵，採用單側雙吸盤吊裝。安裝順序應從上往下分區段進行。當玻璃被吊起後，由人工將玻璃推送至索網外側進行固定。安裝同一駁接爪件上的玻璃時應按從左往右從上往下的順序進行，發現駁接爪發生偏轉的應及時糾正，切不可待該駁接爪上的四面玻璃都安裝完畢後再調整。
圖3駁接爪大樣圖
拼縫注膠
注膠宜選在晴朗的白天進行，雨天禁止打膠施工。注膠前應在拼縫兩邊貼上膠帶紙，保護玻璃表面不被膠液污染同時也可保持膠縫順直美觀。拼縫注膠前應在拼縫內擠入略寬於拼縫的聚苯乙烯條，用二甲苯清洗液清洗黏膠表面後再打膠膠縫應順直飽滿，無起泡空鼓。注膠順序為：豎向膠縫，由下向上，橫向膠縫從左向右。膠帶紙應在膠液初凝前撕去。
玻璃清洗及驗收
待膠縫24小時完全凝固後方可撕去膠帶紙並用二甲苯對玻璃表面進行清洗、擦拭，有積膠的部位用刀片清刮，驗收前再用清水全面清洗。嚴禁使用強酸、強鹼等腐蝕性液體清洗幕牆。
- 勞動力組織
《拉索式點支承玻璃幕牆施工工法》的勞動力組織見表1。
序號 | 單項工程 | 所需人數（人） | 備註 |
1 | 管理人員 | 1 | / |
2 | 技術人員 | 1 | / |
3 | 覆核人員 | 2 | / |
4 | 安全人員 | 1 | / |
5 | 安裝工人 | 5~7 | / |
材料設備
《拉索式點支承玻璃幕牆施工工法》所用的材料及設備明細如下：
1、玻璃要求：選用15毫米+12毫米+15毫米Low-E中空鋼化玻璃，強度、密封性、色澤、節能指標等滿足規範要求。
2、索具：4點X形不鏽鋼駁接爪、駁接座不鏽鋼索頭拉桿、直徑30毫米不鏽鋼繞絲鋼索（承重索）、12毫米不鏽鋼繞絲鋼索（穩定索）。
3、耐候膠：矽酮耐候密封膠用於玻璃板塊間的拼接縫。
4、防腐塗層：氟碳漆。
5、施工中所使用的機具設備見表2。
序號 | 設備名稱 | 數量 | 用途 |
1 | 電動葫蘆 | 2 | 玻璃吊裝 |
2 | 玻璃吸盤 | 4 | 玻璃吊裝 |
3 | 鋼製吊裝架 | 1 | 玻璃吊裝 |
4 | 空氣壓縮機 | 1 | 噴塗氟碳漆 |
5 | 電焊機 | 2 | 駁接座焊接 |
6 | 經緯儀 | 1 | 測量放線 |
7 | 水平卡尺 | 2 | 抄平 |
8 | 鋼捲尺 | 2 | 測量 |
9 | 液壓千斤頂 | 1 | 拉索張拉 |
10 | 電子測力儀 | 1 | 測量拉索張拉力 |
11 | 扭力扳手 | 2 | 張拉 |
12 | 活動扳手 | 2 | 螺栓緊固 |
13 | 套筒梅花扳手 | 2 | 螺栓緊固 |
14 | 打膠槍 | 2 | 注膠 |
15 | 遊標卡尺 | 1 | 測量 |
質量控制
《拉索式點支承玻璃幕牆施工工法》的質量控制要求如下：
1、型材表面應清潔，色澤均勻。不應有裂紋、起皮、腐蝕斑點、氣泡、劃傷、擦傷、電灼傷、流痕、毛刺等缺陷。駁接爪件、玻璃質量應符合《點支式玻璃幕牆工程技術規程》CECS 127:2001要求。
2、鋼拉索的性能應符合國家標準《鋼絲繩》GB/T 8918規定，鋼絲繩從索具中的拔出力不得小於鋼絲繩90%的破斷力，應由生產廠家提交測試合格報告及質量保證書。
3、鋼拉索採用的鋼絲繩應進行預張拉，在張拉過程中需配合拉索測力儀的使用來準確控制張拉力。張拉值的大小應嚴格控制在設計範圍內，且儘量使同一區段內的每根豎索拉力值相等，製作符合《點支式玻璃幕牆工程技術規程》CECS 127:2001要求。
4、玻璃幕牆採用的聚乙烯發泡填充材料，性能要符合《玻璃幕牆工程技術規範》JGJ 102規定。
5、鋼結構安裝過程中的組裝、焊接和塗裝等工序均應符合《鋼結構工程施工及驗收規範》GB 50205的有關規定。
6、幕牆所使用的中空鋼化玻璃，應進行厚度、邊長、對角線、色差和邊緣密封處理情況的檢查。邊長、對角線、厚度允許偏差見表3~表5。
玻璃公稱厚度 | 邊長（L）允許偏差 | |||
L≤1000 | 1000<L≤2000 | 2000<L≤3000 | L>3000 | |
3、4、5、6 | +1 | ±3 | ±4 | ±5 |
8、10、12 | +2 | |||
15 | ±4 | ±4 | ||
19 | 5 | ±5 | ±6 | ±7 |
>19 | 供需雙方商定 | |||
注:L為玻璃板塊的邊長。 | ||||
玻璃公稱厚度 | 對角線允許偏差值 | ||
L≤2000 | 2000<L3000 | L>3000 | |
3、4、5、6 | ±3.0 | ±4.0 | ±5.0 |
8、10、12 | ±4.0 | 5.0 | ±6.0 |
15、19 | ±5.0 | ±6.0 | ±7.0 |
>19 | 供需雙方商定 | ||
注:L為玻璃板塊的邊長。 | |||
玻璃公稱厚度 | 厚度允許偏差 |
3、4、5、6 | ±0.2 |
8、10 | ±0.3 |
12 | ±0.4 |
15 | ±0.6 |
19 | ±1.0 |
>19 | 供需雙方商定 |
7、矽酮耐候結構膠的注膠寬度、厚度檢驗：採用分度值為1毫米的直尺測量實測結果應符合設計要求，且寬度不得小於7毫米，厚度不得小於6毫米。固化程度檢驗採用探針檢測，注膠面不同部位的測點不少於3個。
8、矽酮耐候密封膠的寬度、厚度檢驗：採用解析度為0.05毫米的遊標卡尺測量，注膠表面應細膩、均勻膏狀或粘稠液體，不應有氣泡、結皮和凝膠。
9、駁接爪、鋼索、錨具、螺栓等不鏽鋼制組件表面光潔、無砂眼、無劃痕、泛黃，可用磁鐵檢測組件的材質，有吸附力的為非不鏽鋼製品。螺栓軸承部位可用手動實驗的方法檢測其活動性能。
10、點支玻璃幕牆面安裝質量應符合《玻璃幕牆工程技術規範》JGJ 102-2003規範要求，見表6。
項目 | 允許偏差 | 檢查方法 | |
豎縫及牆面垂直度 | 高度不大於30米 | 10毫米 | 雷射儀或經緯儀 |
高度大於30米 | 15毫米 | ||
平面度 | 2.5毫米 | 2米靠尺、鋼板尺 | |
膠縫直線度 | 2.5毫米 | 2米靠尺、鋼板尺 | |
拼縫寬度 | 2毫米 | 卡尺 | |
相鄰玻璃平面高低差 | 1毫米 | 塞尺 | |
安全措施
採用《拉索式點支承玻璃幕牆施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：
1、安裝過程必須認真執行國家有關勞動安全、環境保護等法律、法規，根據行業標準《建築施工高處作業安全技術規範》JCJ 80-91結合現場實際條件編制安全施工方案以及應急預案，經審批後方可施工。
2、玻璃尺寸的加工應根據現場實際測量而定，機具設備應經過嚴格檢驗後明確設備的使用範圍、精度等參數後方可使用。
3、噴塗氟碳漆的工人在噴漆操作時應佩戴口罩和眼鏡。
4、安裝時應由專人指揮負責，所有在場人員應佩戴安全帽，在外架及高處施工的工人應佩戴安全帶，物件吊裝時應捆綁牢固並用膠皮做好稜角及棱邊的防護，固定電動葫蘆的鋼製吊裝架強度應經過計算。
5、玻璃吸盤應進行吸附重和吸附持續時間試驗。
6、現場焊接時，應在焊件下方設接火斗，二甲苯、氟碳漆溶劑等化學液體應遠離熱源。
環保措施
《拉索式點支承玻璃幕牆施工工法》的環保措施如下：安裝過程中產生的廢棄物，如廢膠、剩餘的二甲苯、氟碳漆，應及時清理密封后分類儲存回收，並遠離火源，嚴禁隨意堆放傾倒。用於包裝的聚苯乙烯材料應清理回收，禁止亂扔和燃燒，防止有害氣體對人體的侵害。
效益分析
《拉索式點支承玻璃幕牆施工工法》的效益分析如下：
1、由於在施工過程中採用了該工法玻璃幕牆施工質量控制效果好，安裝精度大大提高，使得該結構體系更加穩固可靠，工作效率也提高，可比原定工期提前20%完成。福州電力調度指揮中心項目在2008年8月至2009年1月期間所施工的幕牆中，取得直接經濟效益9000元。福建省國家安全廳“616”工程在2010年1月至2010年4月期間所施工的幕牆中，取得直接經濟效益4800元。海峽汽車文化廣場汽車超市工程在2010年12月至2011年2月期間所施工的幕牆中，取得直接經濟效益11000元。
2、由於整個安裝過程為低噪聲施工，沒有使用電鋸等高分貝施工工具，對周邊環境的噪聲影響降至最低。整個安裝過程均在施工腳手架內完成，與傳統吊籃安裝相比既保證了施工人員的人身安全又防止高空墜物對路人的傷害。在拉索幕牆的使用過程中減少了因擔索伸長率不均勻變化導致的幕牆拼縫錯位、開膠、滲漏甚至玻璃相互擠壓碎裂的現象。
註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算
套用實例
《拉索式點支承玻璃幕牆施工工法》的套用實例如下：
在福州電力調度指揮中心大樓主樓外牆安裝了拉索式點支玻璃幕牆總計3973平方米，其中點支幕牆最高點標高為164.2米，豎向承重索共分為三段分，最長段為39米，跨越11個樓層單片玻璃最大面積為2.56平方米，重量達到450千克。通過採用該工法，保證了安裝質量。
福建國家安全廳“616”工程、海峽汽車文化廣場汽車超市工程參照該工法對點支承高透單層鋼化玻璃玻璃幕牆進行施工，施工效率和安裝精度都得到了較大提高，其中為海峽汽車城項目在2011年5月18日前順利竣工，取得了良好的社會效益和經濟效益。
榮譽表彰
2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號，《拉索式點支承玻璃幕牆施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。
