双向扭曲面变曲率玻璃幕墙定位工艺浅析

孙钰林 丁家伟 公丕龙

摘    要：随着经济的飞速发展以及城市的不断扩建，装饰装修工程的问题逐渐被人们所关注，尤其是一些设计理念前卫、形象美观的异性建筑走入人们的视线，本文就幕墙装饰过程中对双向扭曲面变曲率玻璃幕墙结构的定位方法及工艺进行剖析，为科学合理的装修提供理论基础，能够推动建筑装饰行业的发展。

关键词：异性建筑;双向扭曲面;玻璃幕墙

1  引言

随着时代的进步、科技的发展，大众的审美观念已发生完全改观。大型公共建筑传统的规规矩矩的外幕墙造型已不能获得大众青睐，相反，幕墙设计正在向着曲线、曲面、双曲面、甚至多曲面方向发展，于此同时幕墙施工工艺也必须获得同等的技术改进，它在幕墙装饰过程中显得尤为重要。

2  简介

双向扭曲面变曲率玻璃幕墙适用于各种球面、双曲面、双向扭转曲面变曲率等曲面玻璃幕墙工程安装施工，尤其适用于不规则、变曲率曲面玻璃幕墙的施工。使用“两点一线、两层控制”双向弯曲龙骨定位技术，配合Rhino模型及全站仪实不规则弯曲龙骨的精确定位通，过三维模型进行放样，指导材料加工，实行材料计划100%工厂加工开发新型简易测量工具，并进行龙骨安装及玻璃尺寸校核，保证龙骨、面材的安装精准度。

3  工艺原理

引入BIM技术，通过建立、调整幕墙三维模型，指导现场施工。通过对结构复测，将主体结构特征坐标点数据输入Rhino三维模型中，对双向扭曲面变曲率玻璃幕墙进行微调，降低异形玻璃及曲面玻璃的级别，实现复杂曲面向简单曲面的转换;通过三维模型分析各个复杂安装节点，实现对复杂龙骨节点、玻璃安装节点的施工指导。

运用“两点一线、两层控制”双向扭曲龙骨定位技术。从Rhino三维模型提取幕墙特征点及龙骨特征点坐标，运用“两点一线、两层控制”技术配合全站仪进行放线，实现对变曲率曲面玻璃幕墙中不平行三维空间龙骨的精确定位。

通过Rhino的曲面造型优势进行双向弯曲龙骨及异型变曲率玻璃的材料计划编制，并用来指导材料加工，提高幕墙构件精度。

4  定位流程

由幕墙设计师根据模型草图、建筑施工图进行三维模型的深化：添加主体结构楼板、混凝土边梁等主体结构信息，明确模型中板块分格。

根据已完成模型，提取出幕墙各阴阳角、平立面转折点等特征点的坐标值，并通过对别幕墙节点图，反推出主体结构各特征点的理论值。

4.1  结构复测

为减少因主体结构施工偏差而引起的幕墙施工偏差，提前预见并处理可能的发生的幕墙施工偏差，需对主体结构进行复测。复测内容包括层高、转折点平面坐标等。

以主体结构施工图、幕墙建筑平面图为依据，以从模型中选取的特征点为目标，通过全站仪对主体结构进行复测并统计各特征点的主体结构数据。

4.2  幕墙外壳三维模型建调整

将结构复测获得的结构转折点数据导入到Rhino等三维模型中并针对以下内容进行检查：

（1）检查理论数据与复测数据的差值。

（2）现场实际结构情况与三维模型中通过幕墙外壳反推的主体结构进行平面位置偏差对比。

（3）现场实际结构情况与三维模型中通过幕墙外壳反推的主体结构进行立面位置偏差对比。

（4）现场实际结构情况与三维模型中通过幕墙外壳进行操作空间偏差对比。

通过以上内容的检查，在不改变整体外立面效果的前提下，对现场主体结构与三维模型不符合的点进行调整。

通过模型调整，尽量达到以下效果：

（1）幕墙龙骨结构与主体结构相符，不需要切割龙骨或对主体结构进行剔凿调整。

（2）幕墙分格尽可能的满足现场主体结构层高，同时玻璃板块规格种类尽可能的少。

（3）幕墻与主体结构件保证安全及可操作空间的情况下，距离尽可能的小。

4.3  三维模型确认、幕墙各构件生成

根据已调整完成的三维模型，运用三维软件自身技术能力，生成幕墙各种构件;主要明确以下内容：

（1）幕墙龙骨与主体结构间位置关系：明确埋件位置、转接件长度、可操作空间。

（2）幕墙曲面交接剧烈处龙骨间位置关系：龙骨间相互关系，安装节点、龙骨安装顺序。

（3）幕墙曲面交接剧烈处玻璃间位置关系：玻璃种类、玻璃固定方式、阴阳角玻璃安装固定节点及安装顺序。

通过构件生成，预见并明确各个幕墙施工节点施工内容。

4.4  分析施工可行性

三维建筑模型细化完成后，由项目总工组织技术、施工、设计、材料、商务等项目管理人员以及劳务队班组长、技术骨干等施工人员召开施工技术讨论会。

会议过程针对转接件安装、交叉龙骨焊接、错位龙骨安装、异形玻璃固定等主要节点，逐条分析施工可行性、施工质量保证情况、施工难易程度、施工缺陷等，做到在项目管理层面以及施工层面，从上而下的技术确认与工艺统一。

同时，对施工方案的操作安全程度、经济状况进行讨论，探讨降低施工成本的可能性。在开始施工前尽量形成技术、商务、安全、质量等各方面都认可的施工工艺。

4.5  三维建筑模型的利用

提取龙骨数据、获取龙骨定位坐标：模型确认后，在楼层标高位置（结构标高位置）切割幕墙三维模型，取得截面图;在CAD中将幕墙轮廓线内偏移2次，以偏移距离500mm左右为宜（偏移线需落在结构面上，且总偏移距离控制在1000mm左右为宜，便于控制精度）;最后沿幕墙分格分别绘制各幕墙分格点处的垂线，此线计为龙骨中心线。取得中心线与内偏移线坐标，备用。

提取弯曲玻璃加工计划：选取已经生成的玻璃板块模型，根据玻璃配置以及与玻璃加工厂沟通的结果绘制玻璃加工图。

4.6  三维测量放线

根据三维模型提供数据在现场放样1000mm水平线、幕墙轮廓内缩1000mm线和幕墙轮廓内缩500mm线的控制点。

在每层的最外围主体结构柱放样1000mm水平标高线线，并做好水准标记，确定楼板±0平面;

在楼板±0平面上，根据三维模型及CAD提供的龙骨数据，利用全站仪沿幕墙缝垂直方向，离玻璃完成面线1000mm和500mm处定点A1～Ax和点B1～Bx。

将Ax与Bx连线，既为竖龙骨中心线，通过幕墙施工节点中玻璃厚度、竖龙骨厚度，可以推导出竖龙骨边缘与Bx点的距离。

根据测量放线后确定的锚固位置，校测预埋件位置并做好检查记录。对漏放的埋件及偏位的埋件采用化学毛双固定后置埋件方式补全。对预埋件被混凝土覆盖的进行剔除覆盖层处理，并将生锈预的埋件进行打磨。

5  结束语

此项工艺解决了变曲率双曲面玻璃幕墙施工精准度不易控制难题，提高了施工效率， 科学的施工工艺有效的减少了施工人员的投入，节省了人力、缩短了工期设计、计划、施工三阶段严格的三维定位，提高了幕墙构件安装精度，保证施工质量。