直纹渐变扭曲玻璃幕墙设计与施工

梁宏琨

摘 要：随着我国建筑行业快速发展，直纹渐变扭曲玻璃幕墙结构被广泛应用在建筑项目中。应用直纹渐变扭曲玻璃幕墙时，对技术、设计、施工等多方面会提出更高的要求，施工难度增加。本文通过结合实例对直纹渐变扭曲玻璃幕墙设计与施工进行分析，B市A商业广场玻璃幕墙使用的钢铝组合结构形式，利用平板玻璃的平面对直纹渐变扭曲外观造型进行拟合与实现。在分格部分利用竖向的铝合金装饰线使渐变曲度获得缓解。之后采用三维模型，进行了空间的定位与下料操作，使用总成安装技术安装了整体的装饰线，充分满足人们对建筑物外观的要求，从而加强建筑美观性，减少施工成本与时间。

关键词：直纹渐变扭曲；玻璃幕墙；设计与施工；总成安装技术

1 工程实例概况阐述

B市A商业广场地上建筑面积为164000m2，其中包含餐饮区、办公区、超市等共同组成。A商业广场的建筑形体较为复杂，外形错落有致，具备丰富的层次感，由圆弧面与直纹曲面共同组成。

2 直纹渐变扭曲玻璃幕墙设计方案

2.1 建筑结构设计方案

A商业广场中的直纹渐变扭曲玻璃幕墙曲面的曲率呈现动态化的特征，与平面之间存在的夹角也是以动态形式存在的。由于每一根幕墙立柱的长度、与水平面之间形成的夹角为动态性，因此需要对每一个幕墙板块与构件进行严谨、全面设计，才能确保精度符合相关要求与标准，增强建筑整体的美观性与艺术性。A商业广场直纹渐变扭曲玻璃幕墙使用的玻璃板块规格为：每一个基础分格的尺寸是1450mmx2850mm[1]，若仅使用铝合结构无法满足建筑造型要求与分格等相关要求。

在对A商业广场进行设计的过程中，使用了铝包钢组合的设计方式，其中钢型材作为建筑的整体主要受力结构，可以将铝型材当做次结构与装饰面进行使用，通过将钢结构立柱长度与安装角度进行逐步调整，还要对横向玻璃槽位置与安装角度进行调整，从而使横梁达到合理的错位程度，从而在外观上展示出直纹渐变扭曲的视觉效果，还可以充分满足玻璃面板的分格要求。在设计力学的计算模型中，铝包钢的组合方式会对压力进行全面承受，对于铝型材方面，其只发挥了美观性与装饰性作用。本工程使用的立柱与横梁钢构件都使用了Q345B材料，使用铝单板包饰设计对建筑外表面进行装饰，从而将铝合金型材装饰效果充分发挥，还拥有极高的钢材强度。

2.2 玻璃面板选择方案

为了使玻璃幕墙展示出曲面效果，会利用玻璃热弯法。主要是将玻璃进行加工，将其弯曲成玻璃幕墙需要的形状，在加工支撑框架时，依然采用了拉弯加工的方式，将其转换为合理的弧形。利用玻璃热弯法进行加工的主要优势是可以确保相邻的幕墙板块可以自然过渡，增强曲面整体外形的流畅性与美观性。但这种加工办法的缺点为加工过程较为复杂，由于曲面玻璃的形状并不规则，在对每一片弧形玻璃进行加工的过程中都需要制作对应的热弯模具，延长了加工的周期，增加了难度，还会花费较高的成本。将铝型材或钢型材拉弯成弧形的过程中，也会花费较长的加工时间与成本，也无法轻易控制弯弧操作的精确性。因此可以使用折线拟合圆弧法，可以使用平板玻璃进行加工，将其拟合成幕墙的曲面，即使是相邻幕墙面板间的角度，也可以将其控制在合理范围内。相比于热弯玻璃来说，平板玻璃拟合幕墙曲面效果稍差些，但不会对建筑的整体造型与美观性造成过大影响。在对其进行设计的过程中，可以构建三维的建筑结构模型，使平面与曲面四个角间的距离最短，平面拟合直纹渐变扭曲面，之后利用平板玻璃对直纹渐变扭曲进行模拟。结合结构计算结果与安全性等相关因素，A商业广场使用了9mm+12A+9mm+1.62PVB+9mm[2]型号的中空夹胶钢化玻璃制作直纹渐变扭曲玻璃幕墙。利用平板玻璃拟合曲面的方法，可以降低设计工作的难度，缩短铝型材与钢型材的加工时间，减少工程成本，还可以加强施工现场的管理有序性，提升施工效率。

2.3 装饰线设计方案

A商业广场直纹渐变扭曲玻璃幕墙使用的折线拟合曲面并不是字面意义上的曲面，而是近似为曲面形状的曲面，其在横向的渐变部分还会包括一定的曲度存在。直纹渐变扭曲里面可以利用竖向的装饰线将其分格，从而可以达到降低横向渐变曲度的目的。A商业广场使用了铝合金装饰线对直纹渐变扭曲玻璃幕墙进行处理，形成多种型材的组合体建筑，建筑的外观尺寸是260mm×470mm。

3 直纹渐变扭曲玻璃幕墙施工技术要点

3.1 施工测量放线技术

在对直纹渐变扭曲玻璃幕墙进行设计的过程中，要构建三维建筑模型，主要用来模拟支撑钢结构与幕墙结构，还会将模型中支撑钢结构与幕墙钢结构的预埋件等相关构件进行编号，通过三维模型的展示，找到建筑中每个楼层的预埋件中心部分、构件位置的起始坐标与构件长度。在对直纹渐变扭曲玻璃幕墙进行定位的过程中，需要将空间的三维模型作为基础将其进行控制，在施工过程中，要充分明确建筑整体结构的施工进度与情况，还有其实际的建设情况是否与三维模型结构图纸内容相符，之后对三维模型合理调整，从而准确定位直纹渐变扭曲玻璃幕墙。

由于直纹渐变扭曲玻璃幕墙的整体造型与施工过程的动态情况，在施工时需要将每一幅幕墙立柱全面编号，将特征变化的交接部分作为基础，对安装施工更好地控制。通过获取三维建模的坐标相关数据，成立一套完善、全面的全站仪实时测绘系统，确定每一根立柱的定位面、尺寸，为幕墙的安装施工提供全面的数据。

3.2 玻璃面板校核技术

将三维模型中的数据作为基础，对玻璃板块与装饰铝单板下料进行确定，这样可以加强施工效率，增强校核工作的效果，还可以为施工工期的预判与控制提供保障。

3.3 玻璃幕墙安装技术

直纹渐变扭曲玻璃幕墙立柱与横梁部分都采用了铝包钢式进行设计，结构具备复杂性，从而导致立柱的定位无规律可遵循，只能利用复核之后立柱定位图中的坐标。在安装过程中要将测量放线上下定位坐标点与中心作为基础，合理设置位置，在确保没有错误后，连接预埋件并固定、安裝横梁。在安装玻璃幕墙的边槽时，要将放线定位的位置作为基础，还要确保玻璃左右部分的垫块宽度与槽口相同。

3.4 装饰面、装饰线安装技术

使用总成安装技术对装饰面、装饰线进行安装。在工厂完成铝合金装饰线的安装，在对其表面进行全面的防护之后，运输到现场再进行安装。与此同时，要确保铝单板饰面与铝合金装饰线同步进行安装。要全面覆盖封顶板，预留走水坡位置，之后使用钢龙骨将其固定。在安装时，要确保装饰面板的平整性，使胶缝的宽窄度相同，控制在约为5mm的宽度[3]，使用颜色类似的耐候胶进行装饰，之后将胶缝刮平整。

4 结语

相比于普通的玻璃幕墙，直纹渐变扭曲玻璃幕墙无论是设计还是施工都具备更高的难度与复杂性。因此要合理设计、严谨施工，才能将其优势充分发挥在建筑整体结构中，增强建筑的美观性与实用性。相信在广大建筑设计师与企业的不断努力下，使建筑的外观更加美观、独特，建筑结构更加稳定、安全，从而促进我国建筑行业持续、健康发展。

参考文献：

[1] 吴妮娜，戴洁.浅析超高层建筑直纹渐变扭曲玻璃幕墙设计与施工[J].门窗，2016（3）：20～21.

[2] 贾广征.高层建筑弧形渐变造型幕墙施工监理探讨[J]. 福建质量管理，2016（4）：177～178.

[3] 高树鹏.超高层建筑直纹渐变扭曲单元式幕墙的设计[J].建筑施工，2017（11）：1676～1677+1701.