專利名稱：球形曲面不銹鋼幕墻施工工法的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種建筑施工方法，尤其是一種搭建弧形曲面幕墻的施工工法。
背景技術：
當代建筑外型多樣化，隨著新型建筑幕墻材料的開發，幕墻工程不僅要滿足使用功能，對其觀感質量也提出了更高的要求，傳統的幕墻材料及施工工藝已不能滿足要求，建筑設計師們無不發揮創意，設計出一棟棟別出新裁的建筑物，實現當代建筑藝術。在眾多的當代建筑當中，于2007年落成的北京國家大劇院堪稱弧形曲面造型建筑的代表作，整個建筑外觀采用鈦金屬板作為主要幕墻，部份搭配玻璃幕墻，將鈦金屬板及玻璃板切割成小片的矩形板，再予以拼裝，然而，由于鈦金屬板的造價較高，非其它業主可承受，而玻璃幕墻則存在不易清洗的缺點。在基于成本及易于清潔保持光潔表面的前題下，鏡面不銹鋼板可說是建筑幕墻的最佳選擇，但如何保證鏡面不銹鋼幕墻工程的施工質量，實現裝飾、吸音、防火、保溫、防水等設計功能，則是工程的難點，因為現有防火層、保溫層是以加固措施施工，其施工時間長， 工程成本高，因此，現有曲面造型的幕墻施工工法有加以改進的必要，以更符合現代需求。

發明內容
本發明的主要目的即是為了實現以不銹鋼板為幕墻的施工工法，達到裝飾、吸音、 防火、保溫及防水等功能。基于上述目的，本發明的主要技術手段為針對球形曲面不銹鋼幕墻施工工法，施工步驟包括(1)施工放線，(2)操作腳手架搭設，(3)于球型結構上焊接多數個鋼支座，(4) 于各鋼支座朝外的表面焊接數根鋼龍骨，(5)于鋼龍骨表面安裝背襯鍍鋅鐵皮，(6)于背襯鍍鋅鐵皮外側設一防水鋁板，(7)于防水鋁板外側安裝鋁合金龍骨，鋁合金龍骨與防水鋁板之間具有間隙，(8)于鋁合金龍骨外表面安裝雙曲面不銹鋼面板，(9)兩相鄰的雙曲面不銹鋼面板之間注膠，(10)噴淋試驗。優選的，所述雙曲面不銹鋼面板的安裝工法，采取由上而下圍繞球體進行安裝，面板連接到轉接組件上，再將轉接組件以螺栓固定安裝于鋁合金龍骨上。優選的，所述的施工放線步驟，首先用全站儀測量出現實球面要素的數據，用現實球面與理論球面進行最佳擬合，根據擬合球面找出與設計球面的坐標差值，標出設計鋼支座位置，將整個球形結構分為數個區域，每個區域進行獨立的測量放線，根據球體的圓心點、球體分區圖，在每個區域外圍設置1個控制點，對球體結構各鋼支座進行放線定位，并隨施工進度進行復核，先確定各鋼支座點位及座標，再進行各構造層施工放線、復核。 優選的，于背襯鍍鋅鐵皮表面設一防火層。 優選的，于防火層表面設一保溫層，于保溫層外表面安裝所述的防水鋁板。
優選的，所述的防火層的防火材料，以及保溫層的保溫材料是以直接噴涂方式施作。優選的，于背襯鍍鋅鐵皮的底面，噴涂一層吸音層。優選的，于鋼龍骨中段焊接二支次龍骨，二支次龍骨不在同一直線，互成鈍角。上述技術手段的工法以及特點如下1、通過運用雙曲面板的連接與變形控制技術，由多塊等邊三角形鏡面不銹鋼板實現了球形雙曲面造型；2、通過運用雙曲面板空間定位技術，確保了每一塊不銹鋼板的空間定位準確，同時保證相鄰板塊拼縫合理；3、采用在球體外圍搭設操作腳手架，中上部搭設懸挑架，球體上部采用從球體內部焊接鋼構作為操作平臺。4、不銹鋼面板采用暗藏式螺栓進行連接，保證了連接件與面板固定牢靠，且面層如同一個整體。5、采用在鍍鋅鐵皮上噴涂吸音、防火、保溫材料，解決了工程吸音、防火、保溫問題。實施上述技術手段，本發明可獲得的效益為1、防火層、保溫層直接噴涂在背襯板上，減少了常規防火層、保溫層施工時的加固措施，節省了工程成本；2、施工操作時直接在球體頂部設置臨時鋼架，減少了操作吊籃的租賃費用等；3、球體表面光潔、清潔方便，減少了清潔費用；4、通過運用本工法，提高了球形鏡面不銹鋼板幕墻的施工效率，縮短了工期，進而降低成本，以及減少對周遭環境、交通的影響。


圖1為球體模擬示意圖；圖2為球體分區圖；圖3為鋼支座點位示意圖；圖4為架體支撐單元落地平面位置圖；圖5為架體支撐單元與球體結構側視相對位置示意圖；圖6施工示意圖；圖7鋼支座與球體結構連接示意圖；圖8為龍鋼骨安裝示意圖；圖9為主龍鋼骨與鋼支座連接示意圖；圖10為主、次龍鋼骨連接示意圖；圖11為主龍鋼骨與防火層、保溫層的剖面示意圖；圖12為支座調差示意圖；圖13為鋁合金龍骨的組合剖面示意圖；圖14為鏡面不銹鋼板安裝示意圖；圖15為鏡面不銹鋼板接縫處打膠示意圖16噴涂吸音層之后的本發明幕墻構造示意圖。
具體實施例方式在完成建筑物的主結構之后，開始進行本發明不銹鋼幕墻的施工，其施工步驟包括1.施工放線；2.操作腳手架搭設；3鋼支座安裝；4.鋼龍骨安裝；5.背襯鍍鋅鐵皮安裝；6.防火層施工；7.保溫層施工；8.防水鋁板安裝9;鋁合金龍骨支撐安裝；10.雙曲面不銹鋼面板安裝；11.注膠；12.噴淋試驗；13.吸音層施工。以下結合附圖一一說明1、施工放線(1)首先用全站儀測量出現實球面要素的數據，用現實球面與理論球面進行最佳擬合，找出點位的空間偏差，為后續施工提供依據；(2)在施工控制點上架設全站儀，在不銹鋼球面上擺設好微型棱鏡，直接測出球面各點的三維坐標，根據擬合球面找出與設計球面的坐標差值，標出設計鋼支座位置；根據現實球面測得的數據，作出現實球面的三維圖與設計球面進行擬合，可以得到現實球面鋼支座位置與設計球面鋼支座位置的關系，球體模擬示意圖見圖1，其中，A、B、C 為三個現實托盤的中心；A'為A設計位置在托盤面上的垂直投影；A"為A點的理論位置； D為A'到AB線的垂足；H為A"到托盤面的垂直距離；把A、B連成一條線，標出AD的距離和A' D的距離，在A'處焊接一垂直于鋼支座的鋼筋，從鋼支座沿鋼筋量出H高，標出A"， 此即為鋼支座在A托盤的設計位置；(3)如圖2俯視示意圖所示，將整個球形結構20分為5個區域，每個區域進行獨立的測量放線；(4)請參閱圖3所示(圖3是圖2的04#分區立體示意圖，其余區域工法相同)， 根據球體的圓心點、球體分區圖，在每個區域外圍設置1個控制點固設在地面上，該控制點是經計算的特定點，用于對鋼支座進行定位，對球體結構20各鋼支座進行放線定位(圖3 當中的數字即代表不同位置的鋼支座點號)，并隨施工進度進行復核，先確定各鋼支座點位及座標，再進行各構造層施工放線、復核。2、操作腳手架10搭設(請同時參閱圖4、5所示)(1)先進行球體中部以下的操作腳手架10搭設操作腳手架10是以數個支撐單元11圍繞著球體結構20組成，優選的實施方式是采用14個支撐單元11，按照均勻的角度05.7度)布置，相臨的支撐單元11之間用鋼管扣件12拉接形成交圈的整體，并且在架體支撐單元11中配置上人步梯13以便施工；(2)球體中部以上收口面腳手架搭設球體結構20中部以上開始往上漸縮，在球體結構20的收口面架體采用懸挑腳手架提供操作平臺，懸挑的架體與球體結構20進行拉接，以提高架體的穩定性；(3)球體頂部操作平臺設置球體結構20上半球無法搭設操作腳手架，因此在球體結構20頂部的檢修口 21處設置一個臨時固定點，施工操作人員可從檢修口處綁扎安全帶、安全繩22，進行球體上半球的施工(如圖6示意圖示所示)。3、鋼支座安裝請參閱圖7所示，根據已彈在結構鋼球20上的位置點，焊接鋼支座31，鋼支座31與結構鋼球20表面滿焊。鋼支座31從上至下安裝，鋼支座31焊接完成后，必須復核定位尺寸，防止偏位。4、鋼龍骨安裝請同時參閱圖8至10所示，于鋼支座31頂部的一連接鋼板310上焊接數個主檁 40，優選方式是采用熱鍍鋅C形鋼作為主檁40，再于主檁40上焊接鋼龍骨41，安裝數根鋼龍骨41，鋼龍骨41從上至下進行安裝，另于鋼龍骨41中段焊接二支次龍骨42，二支次龍骨 42不在同一直線，而互成鈍角。5、背襯鍍鋅鐵皮安裝請參看圖11所示，背襯鍍鋅鐵皮43與鋼龍骨41采用自攻螺絲連接。安裝前將背襯鍍鋅鐵皮43按圖紙加工成型，并按圖紙拼塊進行安裝，背襯鍍鋅鐵皮43安裝從上至下進行。6、防火層施工于背襯鍍鋅鐵皮43表面設一防火層44，其防火材料采用粘結性強的可噴材料，耐火極限不小于3小時，防火層44直接噴涂于背襯鍍鋅鐵皮43表面，優選厚度為50mm，施工時從上至下噴涂，一次性到位。7、保溫層施工于防火層44表面直接噴涂一保溫層45，其保溫材料采用聚氨酯泡沫，優選噴涂厚度為40mm，為防止發泡膠污染鋼支座，必須提前采用塑料薄膜將鋼支座進行包裹保護。8、防水鋁板安裝請參閱圖12所示，于保溫層45表面設一防水鋁板47，其安裝方式同背襯鍍鋅鐵皮 43，兩相鄰的防水鋁板47接縫處采用硅酮密封膠48密封，防止雨水滲透。9、鋁合金龍骨支撐安裝請參閱圖12、13所示，從防水鋁板板塊膠縫中伸出T型支撐件52，于T型支撐件 52的托板面52上焊接數根鋁合金龍骨50，所述鋁合金龍骨50支撐安裝時，是先把鋼件51 用螺栓緊固在鋁合金龍骨50兩端頭，鋁合金龍骨50與鋼件51之間用絕緣片進行絕緣；用墨線與角尺在托板面520定好鋁合金龍骨50固定點與安裝位置線，再把緊固在鋁合金龍骨 50兩端頭的鋼件51與托板面520焊接，用鋼刷清凈焊接處殘渣，進行三遍防腐涂刷，鋁合金龍骨安裝完成后需進行調差，鋁合金龍骨安裝及調差見圖12。10、雙曲面不銹鋼面板安裝如圖13、14所示，雙曲面不銹鋼面板60采取由上而下圍繞球體進行安裝。面板用自攻螺釘連接到轉接組件61上，再將轉接組件61以螺栓固定安裝于鋁合金龍骨50上，用薄墊片調節相鄰各面板的相間位置，保證各面板的外表面都在同一球面上，并且，由于雙曲不銹鋼面板60采用暗藏式螺栓進行連接，保證了轉接組件與面板固定牢靠，且面層如同一個整體。11、注膠如圖15所示，不銹鋼面板60的板縫采用耐侯密封膠63進行封閉，較佳是先以泡沫棒64填充空間，再以耐侯密封膠63進行封閉。12、噴淋試驗球幕不銹鋼面板安裝完畢，采用水壓不小于200pa自來水對球幕進行2小時的噴淋試驗，從室內進行仔細檢查，有無滲漏情況。13、吸音層施工如圖16所示，吸音層46采用超細無機纖維吸聲噴涂，吸音層46在室內施工，直接噴涂于背襯鍍鋅鐵皮43底面，即完成本發明的施工。圖16即是完工以后的本發明幕墻構造示意圖，于主體鋼結構上20焊接鋼支座31， 于鋼支座31的連接鋼皮310表面焊接龍骨鋼40，龍骨鋼40表面依序設有背襯鍍鋅鐵皮43、 防火層44、保溫層45、防水鋁板47，于兩防水鋁板47之間設有突出的T型支撐件，再于T型支撐件上焊接鋁合金龍骨50，而鏡面不銹鋼板60則安裝于鋁合金龍骨50上。
權利要求
1.一種球形曲面不銹鋼幕墻施工工法，是于球型結構表面搭設不銹鋼幕墻的方式，其特征在于施工步驟包括(1)施工放線，(2)操作腳手架搭設，(3)于球型結構上焊接多數個鋼支座，(4)于各鋼支座朝外的表面焊接數根鋼龍骨，(5)于鋼龍骨表面安裝背襯鍍鋅鐵皮，(6) 于背襯鍍鋅鐵皮外側設一防水鋁板，(7)于防水鋁板外側安裝鋁合金龍骨，鋁合金龍骨與防水鋁板之間具有間隙，⑶于鋁合金龍骨外表面安裝雙曲面不銹鋼面板，(9)兩相鄰的雙曲面不銹鋼面板之間注膠，(10)噴淋試驗。
2.根據權利要求1所述的球形曲面不銹鋼幕墻施工工法，其特征在于雙曲面不銹鋼面板的安裝工法，采取由上而下圍繞球體進行安裝，面板連接到轉接組件上，再將轉接組件以螺栓固定安裝于鋁合金龍骨上。
3.根據權利要求1或2所述的球形曲面不銹鋼幕墻施工工法，其特征在于所述的施工放線步驟，首先用全站儀測量出現實球面要素的數據，用現實球面與理論球面進行最佳擬合，根據擬合球面找出與設計球面的坐標差值，標出設計鋼支座位置， 將整個球形結構分為數個區域，每個區域進行獨立的測量放線， 根據球體的圓心點、球體分區圖，在每個區域外圍設置1個控制點，對球體結構各鋼支座進行放線定位，并隨施工進度進行復核，先確定各鋼支座點位及座標，再進行各構造層施工放線、復核。
4.根據權利要求1或2所述的球形曲面不銹鋼幕墻施工工法，其特征在于 于背襯鍍鋅鐵皮表面設一防火層。
5.根據權利要求4所述的球形曲面不銹鋼幕墻施工工法，其特征在于 于防火層表面設一保溫層，于保溫層外表面安裝所述的防水鋁板。
6.根據權利要求5所述的球形曲面不銹鋼幕墻施工工法，其特征在于 所述的防火層的防火材料，以及保溫層的保溫材料是以直接噴涂方式施作。
7.根據權利要求6所述的球形曲面不銹鋼幕墻施工工法，其特征在于 于背襯鍍鋅鐵皮的底面，噴涂一層吸音層。
8.根據權利要求1所述的球形曲面不銹鋼幕墻施工工法，其特征在于 于背襯鍍鋅鐵皮的底面，噴涂一層吸音層。
9.根據權利要求1所述的球形曲面不銹鋼幕墻施工工法，其特征在于 于鋼龍骨中段焊接二支次龍骨，二支次龍骨不在同一直線，互成鈍角。
全文摘要
本發明涉及一球形曲面不銹鋼幕墻施工工法，是于已完工的球形建筑結構外側，依序施作施工放線、操作腳手架搭設、鋼支座安裝、鋼龍骨安裝、背襯鍍鋅鐵皮安裝、防火層施工、保溫層施工、防水鋁板安裝、鋁合金龍骨支撐安裝、雙曲面不銹鋼面板安裝、注膠、噴淋試驗、吸音層施工等步驟，以在表面形成金屬質感強烈、表面光潔強、便于清洗的球形鏡面不銹鋼板幕墻外觀，并且，其以噴涂方式完成防火層、保溫層的施工，減少了常規防火層、保溫層施工時的加固措施，節省了工程成本。
文檔編號E04G21/00GK102535844SQ20121003038
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月10日 優先權日2012年2月10日
發明者姚輝, 徐德華, 李作成, 趙亞軍, 陳俊杰 申請人:中國建筑第八工程局有限公司