浅议拉索点式玻璃幕墙的设计与施工技术

浅议拉索点支式玻璃幕墙的设计与施工技术无锡恒隆广场位于无锡市健康路与后西溪交叉处，是一个具有时代美感、高标准、综合性的大型建筑。其设计理念遵循现代建筑设计的原则和手法，注重造型，并有自己的特色和个性，领先世界潮流。本工程地上总建筑面积约为242，605.35㎡。1-9层为裙楼及250米高塔楼组成，幕墙总面积约13万㎡。塔楼为单元式玻璃幕墙，裙楼由多种幕墙系统混合组成，其中裙楼中厅入口处的拉索点支式玻璃幕墙结构是本项目的难点，现归纳出来与同行分享。一、工程的难点本工程拉索点支式玻璃幕墙高度45米，宽度22.5米，而且建筑师要求只能采取单层索进行支撑，|如此巨大的单索幕墙在全世界都属少见，即使供货厂商也拿不出具有说服力的施工工艺，这给我们的设计、加工及安装提高了难度，提出了难题。二、解决的方案在本工程之前我知道国内拉索点支式玻璃幕墙大部分采用预应力双层悬索结构。一般设计成对称型，这是因为幕墙不仅要承受正风压，还要承受负风压，正风压的承力索在负风压时就变成了稳定索，而负风压的承力索在正风压时则变成稳定索，这样就保证了在正负风压的情况下双层悬索结构的受力完整性。但本项目设计采用单层索，怎么来保证幕墙体系的安全呢？故我一边构建电脑三维模型，一边查找相关资料与幕墙顾问方沟通。最后在与建筑顾问香港凯达环球设|计公司，建筑设计无锡市城归设计有限公司共同协商下，决定在出正式的施工图之前，先做一个大型的视觉模型。三、视觉模型的建立我们在位于上海加工厂内做了一个高度22米，宽度10米的小型拉索点支式玻璃幕墙，它由三个部份组成：拉索、锚定结构、玻璃面板。拉索是跨越幕墙支承跨度的重要构件，拉索悬挂在锚定结构上，承担幕墙承受的荷载并将其传至锚定结构的任务。锚定结构是指支承框架（屋面梁、楼板梁、地锚、水平基础梁等组成），它承受单层索传来的荷载，并将它们可靠地传向基础，同时锚定结构也是单层索赖以进行张拉的主体，单层索要强力拉紧后才能形成幕墙系统。为了获得稳定的幕墙体系，|必须施加相当的拉力才能绷紧，跨度越大，所需的拉力就越大，为此就须要有承受相当大反力的锚定结构来维持平衡。玻璃面板由安装在

1单层索上的驳接爪进行固定，作填缝处理后，最终形成幕墙系统。玻璃面板、拉索、锚定结构组成幕墙系统。三者互相依存、互相制约、互相影响。故我们通过结构力学计算，在综合考虑幕墙自重、活荷载、风荷载、雪荷载、地震作用等各种荷载后，采用∅50mm预张力不锈钢索杆，从而保证了幕墙的强度与安全。最终在公司技术人员与施工人员近一个多月的共同努力下，一个10米X22米的单层索点式幕墙终于建成了，业主、建筑师、幕墙顾问均见证了整个过程，对结果表示非|常的满意。标准横剖节点见下图：标准竖剖节点见下图：

2安装完成后的视觉样板：

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4一、具体分格的设计样板是成功了，那么具体到工程该怎么办，毕竟实际拉索点式幕墙规格比视觉样板要大多了，而且各个地区的地域环境又有所差异，怎么来设计幕墙的分格才能保证整个体系的安全呢？面对这个问题，我们整个技术小组对各种具体分格都进行了分析与计算，最终发现采用宽度2.4米，高度1.2米的分格尺寸视觉效果更好，又将拉索尺寸由视觉样板的∅50mm改为∅70mm，这样同时又能满足结构计算的要求。为了让香港建筑师有更直观的判断依据，我花整整两天的时间，按照我们的思路重新建立三维|立体模型号对比着演示给建筑师演示，建筑师终于高兴地同意了我的处理方案。这既满足了设计院的设计要求，达到了预期的装饰效果，更大大的减少了我司的设计难度，提高了公司的工作效率。拉索幕墙具体分格二、施工技术在解决了设计上的难点后，就是施工过程中的难点。第一个难点就是预埋件的施工，本项目根据设计需要确定拉索点式幕墙的预埋件为：Φ60的螺栓杆，长为2300mm。每个埋件都重大好几百斤，怎么把这个庞然大物搬到50米的高空，并把它顺利的安装起来呢？最后我决定在屋顶做个悬挑钢构架，然后利用总包的塔吊把它们一个个吊到钢构架上，再配合施工人员进行安装。把它

5与两端的|钢夹板连接，螺栓对穿地梁连接两端钢板，钢板抱紧地梁的形式。依据土建提供的标高，控制轴线等，在土建绑扎钢筋支模板之际，确定我司预埋件螺栓杆锚板的正确位置，并按照图纸要求，穿插螺栓杆，摆放钢锚板，用夹板螺母，介板等作相应的紧固固定，同时检验摆设位置的正确性，将相应的螺栓杆上的螺纹及螺母等用编织袋等做相应的包裹，保护，以免螺栓螺纹等被混凝土粘住，从而影响以后的幕墙构件的安装。如下图：第二个难点是拉索及悬空杆的安装。拉索及悬空杆的安装定位准确度直接影响到玻璃能否按设计图进行安装，影响到玻璃幕墙在安装后的平面度，胶缝宽度以及下班幕墙的稳定性，所以对悬空拉杆的|安装顺序、调整精确度、预应力值的大小必须严格的规定才能有效的控制玻璃幕墙的安装质量。为了能保证安装的精度，所有的拉索、悬空杆都是用80吨的汽车起重机进行吊装安装。在拉索与悬空杆的安装过程中要掌握好施工顺序，安装必须按“先上后下，先竖后横”的原则进行安装。1）拉索的安装：根据图纸给定的拉索尺寸适当加上3㎜—5㎜，从顶部结构开始持索呈自由状态，待全部竖向拉索安装结束后进行调整，调整顺序也是先上后下，按尺寸控制单元逐层将悬空杆高速到位。2）悬空杆的定位、调整：悬

6空杆的安装过程中必须对杆件的安装定位几何尺寸进行校核，前后索长度尺寸严格按图纸尺寸调整才能|保证悬空连接杆与玻璃平面的垂直度。调整以按单元控制点为基准对每一个悬空杆的中心位置进行核准。确保每个悬空杆的前端与玻璃平面保持一致，整个平面度的误差应控制在≤㎜/m。在悬空杆调整时，要采用“定位头”来保证悬空杆与玻璃的距离和中心定位的准确，如下图所示：第三个难点是拉索预应力张拉、调节。根据钢索的设计长度及在设计预拉力作用下，钢索延伸长度下料。采用的方案是在压套前先用钢丝进行预张紧，然后实测铁丝长度，依据该尺寸进行不锈钢索的下料。制作索桁架的上索头和下索头，将钢索和锚具进行压套制作。将索桁架上索头固定在锚墩上。张拉钢索并将下索头与地锚筋板采用开口销固|定；预应力的施