浅谈对单层索网点支式玻璃幕墙的认识与施工

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摘要：随着社会的发展，玻璃幕墙结构在建筑装饰业中的应用越来越广泛；单层索网点支式玻璃幕墙作为幕墙设计中的典型代表，以其通透、明亮、简约、大方的风格在未来办公装饰领域中将受到更多的关注；其设计特点和施工方法也将在建设行业中备受关注；本文将结合陕西延长橡胶公司主办公楼单层索网点支式玻璃幕墙工程的施工经验，概要介绍该类幕墙结构的设计特点和施工技术。

关键词：单层索网　点支式　玻璃幕墙　设计特点　施工技术

一、工程概述

二、设计及工艺特点

点支式玻璃幕墙，是由组合成幕墙的主体玻璃墙板、直接固定并支撑幕墙重量的活动驳接头（点式组装夹具）、负责向主体支承结构传递所有幕墙荷载的悬索固定结构所组成；按照组装夹具与玻璃间的固定方式，点支式玻璃幕墙可划分为开孔玻璃墙面与无孔玻璃墙面两大类，玻璃墙面是否开孔将取决于设计对夹具结构型式的选择。

单层索网点支式玻璃幕墙在国内是一种较为先进的幕墙结构，是用不锈钢绞线或其它柔性线材作为受力拉索在墙面的纵、横两个方向正交布置组成索网（纵、横两向的受力拉索均在两端部位与其它建筑结构进行锚拉固定）传递幕墙荷载，拉索与墙体之间通过驳接头（点式组装夹具）进行固定，由索网通过施加的预应力产生抵抗平面外部荷载的刚度，最后组合成一套完整的预应力几何柔性墙体；因单层索网点支式玻璃幕墙具有良好的柔韧性，所以这种幕墙可以通过设计师灵活的构思来改变索网面的轮廓外形，为建筑师在幕墙外观造型的选择上提供更多的想象空间，使其能够宽裕、自由的适应建筑主体结构要求；这类幕墙结构主要适用于建筑物中庭立面等大跨度空间部位，给予大型空间轻盈美观、通透开阔、一览无余的视觉效果；但是由于该幕墙结构在目前的建筑装饰领域中设计较为新颖、先进，同时也辅以了施工难度较大、对施工精度要求高的特征。

因该幕墙结构在国内的应用周期不长，所以现阶段在国内还没有对应的专项施工质量验收规范标准；当前，我们主要依据《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003、《点支式玻璃幕墙工程技术规范》CECS127-2001及国家配套的风压变形性能、空气渗透性能、雨水渗漏性能、保温性能、隔声性能、平面变形性能耐冲击性能、防火性能、防雷设计、耐腐蚀设计、防静电设计、风雨变形性能、雨水渗透性能、空气渗透性能、平面位移变形性能等要求对施工质量进行验收。

三、主要构件介绍

1.主体支承结构

因索网幕墙是在纯空间体系中进行使用，所以在墙体的顶部必须设置能够承受墙体荷载的建筑结构；而钢结构和其它建筑结构相比较有较为明显的优点：选材空间广泛、结构自重小、安全性能储备大、塑性好、抗震能力强、易于检修或改造、施工周期短，故钢结构是设计对主受力结构的重要选择；在设计上主体支承结构经常选用单根杆件、桁架、空腹桁架或拉杆、拉索桁架；同时，考虑到不可预见的自然破坏力和玻璃幕墙脆性较大，主体支承结构在通常情况下设计为可动铰支座结构。

2.固定（玻璃）夹具

3.墙体玻璃

因为墙体始终在大气中，所以墙体玻璃通常选用经过均值热处理（这是降低钢化玻璃自爆率的一项新技术；钢化玻璃经过均值炉的均值时效处理后，可以改变玻璃晶体中不稳定杂质的结晶，从而大大减少钢化玻璃的自爆现象。）后的钢化玻璃，同时为了保证墙体具有较好的隔热效果，幕墙玻璃常选用中空结构玻璃（有的设计中也选用夹层型玻璃）；玻璃须根据墙体荷载进行选择，在进行荷载安全性能计算时主要考虑的因素有：玻璃的支撑结构形式、风载荷下的玻璃应力、风载荷下的玻璃位移、风载荷下的玻璃扭曲应力、风载荷下的玻璃扭曲位移。

4.受力拉索

拉索不仅负责将墙体荷载传递给主体支承结构，还直接承受墙体的荷载并对幕墙玻璃进行定位；每组拉索都必须有调整和锁紧两套装置，以便调整拉索的拉力，使拉索在应力均衡的条件下工作，并保证幕墙的平整度。为了增强结构的抗震性，单索锚固端需设置减震阻尼器，悬索之间需配置摆动机构。在设计过程中，选用拉索主要考虑的因素有：幕墙荷载、地震荷载、热伸缩性能。与玻璃固定夹具相同，受力拉索也因长期在空气当中，而多以不锈钢材料制作，其中最常用的是轻便耐用的不锈钢绞线。

5.密封材料

5.1密封胶条

一般在选择密封胶条时需考虑的性能要求有，耐候性、化学性质是否稳定、耐老化性、是否耐高温、耐臭氧性、绝缘性、冲击弹性和低温性能。

5.2硅酮密封胶

四、施工工艺流程

测量放线校准预埋件焊接、安装主支承结构检验校准连接受力拉索施加预应力检验校准连接竖向承重拉索施加预应力整体调整检验调整打胶检验修补清洗玻璃清理现场最终检验。

五、施工控制要点

1.预埋件埋置

在单层索网点支式玻璃幕墙的安装过程中，预埋件的用量十分庞大，所有拉索、主体支承结构都需通过钢预埋件与主体建筑结构相连接；因此预埋件的安装位置的精确度必须严格控制，它将直接影响到设计意图对结构力学性能的要求能否实现，以及结构可靠性、适用性、耐久性可否满足设计要求。因为玻璃幕墙结构作为一种专业性很强的工程建筑，一般都由都专业的装饰公司直接负责设计、施工，所以埋件的布置不是主体建筑设计者所能够完善的，因此在主体建筑施工开始后幕墙装饰公司需及时进驻施工地安装预埋件，这样安排可以将两专业进行严格的衔接；预埋件安装是幕墙安装的基准，是最基础的工作，必须予以重视。

2.主体支承结构安装

玻璃幕墙多装饰于民用建筑中，构筑物的立体占地空间较为狭窄；主体支承结构多处于主体建筑中间，其安装操作空间更为狭小（受到主体建筑空间的严格限制），同时主体支承结构几乎承受整个幕墙的所有静、动荷载，因此主体支承结构的构件截面必须具有足够的几何尺寸，并有足够构件数量满足受力要求，所以主体支承结构一般都有体积偏小、重量较大的特点。

从上面可以看出主体支承结构的安装特点：吊装站车区域紧凑狭小、结构安装调整空间很小、吊车选型较大（因该结构处于幕墙顶部，安装位置较高，同时重量较大）、安全要求更加严格（因结构与主体建筑的间隙很小，安装时必须严格保证主体建筑的安全性）。

所以从经济和安全角度来考虑，主体建筑结构在安装前必须具有合理、可靠、易行的施工方案予以指导。

3.受力拉索的张拉及成型

拉索的张拉及成型是关系到单层索网结构幕墙质量的关键因素，通常按如下工序施工：

3.1安装锚固装置（安装于埋件上）

3.2安装竖向受力拉索、安装横向受力拉索与竖向受力拉索间的夹具，夹具不具备夹力，适当张拉竖向拉索，将夹具调整至设计位置。

3.3安装横向受力拉索，同时设置临时支撑，使横向钢索在自重作用下的变形降至最小，适当张拉横向拉索。

3.4给横向、竖向拉索施加预应力，在施加预应力的过程中，会引起拉索的预应力发生变化，因此需要逐步张拉和调整并对整个张拉过程保持监测，保证整个索网结构成型并且不超过拉索的承载能力。

3.5横、竖向受力拉索组网，在横向、竖向受力拉索交叉处安装夹具固定辅件，使之形成单层索网结构，注意组网过程中连接夹具并不具备夹力，为了对索网张拉过程进行检测控制，组网过程中同时在索网结构上设置检测控制点（注意该点的设计位置应考虑幕墙自重对索网结构的变形影响）。

3.6张拉竖向受力拉索、张拉横向受力拉索，选取合理的张拉顺序逐步对称张拉钢索，在张拉过程中，拉索预设控制点和夹具向拉索张拉端移动，直至观测控制点与设计位置相互吻合；当索网预张力达到设计状态时，确保控制点和夹具在设计位置上，反之则进行必要的调整；经过适当时间后，重新检测拉索预拉力，再次测量单层索网结构的夹具和控制点是否在设计位置上。

3.7紧固所有夹具，拧紧所有夹具的螺丝，直至夹具达到最佳受力状态。

3.8安装玻璃，从上到下按合理顺序安装索网幕墙上的玻璃，当幕墙玻璃安装完毕后，在玻璃的自重作用下，索网结构的夹具和控制点达到施工图中的理想几何位置。

4.拉索的预应力设定与检测

在受幕墙自重荷载的作用下，为保证整体结构的变形不超过允许范围，横向和竖向拉索在安装和调整过程中必须提前设置其合理的内应力值，在拉索安装调整结束后索力测定仪对索具内力进行检测。

5.荷载配置检测

由于拉索在整个结构中承受的荷载非常大，为确保结构安装后安装玻璃时，拉索系统的变形在允许范围内，必须提前对拉索进行荷载配置检测，检测时采用人为加载外力试验荷载的方式测定。

6.点式玻璃系统安装

单层索网结构体系安装调试完成后，即可安装玻璃系统。

6.1夹具安装位置校核。

6.2玻璃安装。

6.3固定玻璃。

7.密封

7.1对玻璃件的缝隙进行密封时，玻璃必须安装调整结束。

7.2打密封胶的顺序：先上后下，先竖后横。

7.3打密封胶时应注意：打胶时采用双人里外同步对打，保证胶缝填充充实。

六、结束语

随着社会生活的发展，单层索网点支式玻璃幕墙会有更加广泛的应用前景和广阔的发展空间，同时将频繁的与我们接触；认识该结构的设计特点，掌握其施工重点，将有助于我们逐渐娴熟并深入的了解和掌握这门新型的建筑专业技术。

参考文献

[1]《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003.

[2]《点支式玻璃幕墙工程技术规范》CECS127-2001.

[3]《建筑施工手册》（第四版缩印本）北京：中国建筑工业出版社，2003.

[4]《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB50210-2001.