雙曲面幕墻水平封修節(jié)點(diǎn)優(yōu)化

劉天宇　宋健　雷少華

摘 要：幕墻水平封修技術(shù)：通過(guò)設(shè)計(jì)幕墻系統(tǒng)與主體結(jié)構(gòu)連接處節(jié)點(diǎn)，用以指導(dǎo)施工，滿足建筑防火及密封的要求。因雙曲面幕墻的特殊性，應(yīng)用傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)會(huì)產(chǎn)生較大的安全隱患，如何通過(guò)節(jié)點(diǎn)優(yōu)化解決此類問(wèn)題是文章闡述的重點(diǎn)，可供類似工程施工參考。

關(guān)鍵詞：雙曲面幕墻；水平封修；節(jié)點(diǎn)優(yōu)化

隨著建筑技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越重視建筑的安全性及美觀性，玻璃幕墻作為一種美觀新穎的建筑墻體裝飾方法，是現(xiàn)代主義高層建筑時(shí)代的顯著特征，并廣泛的應(yīng)用到了城市建設(shè)當(dāng)中。近年來(lái)，隨著玻璃加工及幕墻施工技術(shù)的進(jìn)步，產(chǎn)生了更多線條柔和、造型優(yōu)美的雙曲面玻璃幕墻，因此，如何對(duì)雙曲面玻璃幕墻水平防火封修節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如何對(duì)其進(jìn)行施工，是一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題。

1 工程概況

青島國(guó)際創(chuàng)新園二期項(xiàng)目位于青島市嶗山區(qū)濱海大道與株洲路交界處，工程占地約4.3萬(wàn)平米，由兩層地下室、七層裙房及五座單體樓座組成，總建筑面積約34.41萬(wàn)平米。

工程設(shè)計(jì)要求建筑物耐火等級(jí)一級(jí)，不同防火分區(qū)（各樓座）間的防火玻璃幕墻由單片銫鉀防火玻璃、防火密封膠與支承構(gòu)件共同組成，以滿足耐火等級(jí)的要求。各單體樓座外立面采用隱框自由雙曲+遮陽(yáng)百葉體系玻璃幕墻，國(guó)內(nèi)外沒(méi)有相關(guān)案例，施工難度較大，因此對(duì)幕墻水平封修提出了更高的要求。

2 技術(shù)背景

因工程需要，為保證工程各樓座外立面幕墻的連貫性及對(duì)稱性，五座單體樓座外立面幕墻采用同一基準(zhǔn)點(diǎn)統(tǒng)一構(gòu)建坐標(biāo)系進(jìn)行定位放線及數(shù)據(jù)采集輸出，不能直接套用原主體結(jié)構(gòu)施工數(shù)據(jù)，且各樓座外立面造型復(fù)雜，在保證對(duì)稱性的基礎(chǔ)上需對(duì)玻璃幕墻進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。

尤其是雙曲面部分，在施工過(guò)程中需實(shí)時(shí)更新玻璃龍骨定位數(shù)據(jù)并對(duì)相應(yīng)部位進(jìn)行微調(diào)，部分玻璃完成面與混凝土結(jié)構(gòu)完成面間距與原設(shè)計(jì)相比增大，若采用傳統(tǒng)幕墻水平封修節(jié)點(diǎn)不能滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求，造成安全隱患，需進(jìn)行節(jié)點(diǎn)優(yōu)化。

3 水平封修節(jié)點(diǎn)優(yōu)化

幕墻水平封修主要為滿足建筑的層間防火及密封要求，在一定程度上也起到了保溫及隔聲的作用。因此，封修層應(yīng)在水平面上連續(xù)且密閉，保證建筑起火后一段時(shí)間內(nèi)火焰不會(huì)在幕墻與主體結(jié)構(gòu)的間隙蔓延。

玻璃幕墻水平封修傳統(tǒng)做法由支撐結(jié)構(gòu)、防煙帶及擋灰板組成：封修支撐結(jié)構(gòu)一般選用1.5mm厚鍍鋅鋼板（或1.2mm厚鍍鋅鋼板涂?jī)杀榉阑鹌幔ㄟ^(guò)不銹鋼螺栓一端固定在幕墻主龍骨上，另一端焊接在主體結(jié)構(gòu)梁預(yù)埋鋼板中；防煙帶采用巖棉或玻璃棉等防火材料進(jìn)行填充；其上采用1.0～1.2mm鍍鋅鋼板作為擋灰板，起到保護(hù)及隔離的作用，防止室內(nèi)裝修時(shí)垃圾粉塵掉落進(jìn)封修層影響封修效果。上下兩層防火板（鍍鋅鋼板）與主體結(jié)構(gòu)及幕墻結(jié)構(gòu)之間的縫隙由防火膠進(jìn)行密封處理。

傳統(tǒng)做法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，封修安裝方便且內(nèi)外視覺(jué)效果好，通過(guò)調(diào)整防火材料及規(guī)格能夠滿足不同防火等級(jí)的要求。但也有其缺陷，擋灰板與幕墻龍骨相連，易受幕墻微小位移擾動(dòng)，若室內(nèi)地面需做至幕墻結(jié)構(gòu)邊，在擋灰板與主體結(jié)構(gòu)相連處極易產(chǎn)生連續(xù)裂縫，嚴(yán)重影響室內(nèi)地面施工質(zhì)量，且修補(bǔ)后一段時(shí)間仍會(huì)產(chǎn)生同樣的問(wèn)題。在雙曲面玻璃幕墻結(jié)構(gòu)處，幕墻系統(tǒng)與主體結(jié)構(gòu)間距較大，擋灰板為施工薄弱環(huán)節(jié)，若無(wú)防護(hù)欄桿，人在其上活動(dòng)有較大安全隱患。

為解決以上難題，項(xiàng)目部對(duì)水平封修節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在原有節(jié)點(diǎn)基礎(chǔ)上增加了熱鍍鋅方管支架做支撐結(jié)構(gòu)，并優(yōu)化了擋灰板固定方式，擋灰板一端通過(guò)膨脹螺栓固定于主體結(jié)構(gòu)，另一端焊接在鍍鋅方管支架上，而方管支架直接焊接在原主體結(jié)構(gòu)梁預(yù)埋鋼板中。節(jié)點(diǎn)優(yōu)化后，擋灰板通過(guò)鍍鋅方管支架避免與幕墻系統(tǒng)直接相連，能有效杜絕了此處地面裂縫的產(chǎn)生，并提高了結(jié)構(gòu)安全系數(shù)。

4 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 工藝流程

4.2 操作要點(diǎn)

4.2.1 鍍鋅方管支架及鍍鋅鋼板加工

雙曲面部位主體結(jié)構(gòu)與幕墻系統(tǒng)完成面間距不統(tǒng)一，加工前，應(yīng)收集現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際數(shù)據(jù)，繪制主體結(jié)構(gòu)外邊線與幕墻結(jié)構(gòu)線平面圖，在平面圖上定位支架安裝位置以確定鍍鋅方管支架及鍍鋅鋼板尺寸，據(jù)此繪制加工圖并進(jìn)行加工。

加工后的方管支架及鋼板應(yīng)用熱浸鍍鋅工藝進(jìn)行防腐涂裝，熱鍍鋅工藝流程為：

運(yùn)料和擺放→酸洗→檢查和水洗→助鍍處理→烘干→熱浸鍍鋅→冷卻鈍化→質(zhì)檢。

（1）運(yùn)料和擺放

根據(jù)料單清點(diǎn)被鍍件，按生產(chǎn)先后順序運(yùn)進(jìn)車間擺料場(chǎng)地。按照被鍍件的形狀、規(guī)格分別擺放在擺料架上或置于箱內(nèi)，要求被酸洗表面能與各種溶液充分接觸。銹蝕程度不同的被鍍件、碳素鋼（Q235）和合金鋼（Q345）兩種被鍍件分別分開(kāi)擺放，以利于掌握浸鍍鋅的溫度和時(shí)間。

（2）酸洗

根據(jù)生產(chǎn)先后順序安排好酸洗順序，根據(jù)被鍍件銹蝕程度掌握好酸洗時(shí)間。新酸洗液的配制（重量比）為濃鹽酸（約31%）：水=2：1。酸洗濃度為含HCL515%～20%。若酸洗液中氯化亞鐵濃度達(dá)到220～260g/l時(shí)，該洗液應(yīng)作報(bào)廢酸進(jìn)入中和池處理。酸洗液中按重量比例加入0.1～0.4%的OP乳化劑（聚乙二醇辛基苯基醚），以防止鹽酸的揮發(fā)和被鍍件的酸洗過(guò)度。

（3）助鍍處理

（4）熱浸鍍鋅

鍍鋅溫度根據(jù)被鍍件的厚度、長(zhǎng)度及數(shù)量的多少采用適當(dāng)?shù)臏囟?，本工程?40～465℃。浸鋅時(shí)間根據(jù)被鍍件的厚度、長(zhǎng)度及數(shù)量的多少采用適當(dāng)?shù)臅r(shí)間。被鍍件浸鋅時(shí)應(yīng)平穩(wěn)、稍慢、掛物位置應(yīng)能使復(fù)雜構(gòu)件避免“扣灰”和濺出鋅液。對(duì)兩端串掛的被鍍件，無(wú)論進(jìn)入鋅鍋或從鋅鍋出來(lái)都要保持一定的傾斜角和極慢的速度，嚴(yán)禁平行出鋅鍋。被鍍件浸鋅時(shí)，應(yīng)適當(dāng)上下串動(dòng)和左右擺動(dòng)，浸鋅前和結(jié)束后都應(yīng)保持鋅鍋液表面無(wú)鋅灰和異物。

4.2.2 結(jié)構(gòu)梁后置埋板

為有效固定并保證埋板上有足夠大的操作面進(jìn)行后續(xù)焊接操作，本工程后置埋版均采用化學(xué)錨栓固定，安裝前應(yīng)確保后置埋版已進(jìn)行平整及鍍鋅處理，具體操作過(guò)程如下。

（1）測(cè)量放線人員將打化學(xué)錨栓位置用墨線彈在結(jié)構(gòu)上，施工人員依據(jù)所彈十字定位線進(jìn)行打孔。

（2）為確保打孔深度，應(yīng)在沖擊鉆上設(shè)立標(biāo)尺，控制打孔深度。打孔深度及打孔直徑依據(jù)表4.2進(jìn)行，混凝土配孔直徑。

（3）在混凝土上打孔后，吹去孔內(nèi)的灰塵，保持孔內(nèi)清潔，將玻璃管藥劑放入孔中，再將錨栓進(jìn)行安裝。放入螺桿后高速進(jìn)行攪拌（手槍鉆轉(zhuǎn)速為750轉(zhuǎn)/秒），待洞口有少量混合物外露后即可停止。

（4）打孔后化學(xué)錨栓深度一定要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)禁將錨栓長(zhǎng)度割短，化學(xué)錨栓與混凝土面應(yīng)盡量成90°角，即垂直于混凝土面。當(dāng)化學(xué)螺栓施工完畢后，不能立即進(jìn)行下一步施工，而必須等到螺栓里的化學(xué)藥劑反應(yīng)、凝固完成后方可開(kāi)始下步施工。具體時(shí)間見(jiàn)表4.2。

4.2.3 熱鍍鋅方管支架焊接

后置埋板化學(xué)錨栓達(dá)到硬化時(shí)間后即可進(jìn)行熱鍍鋅方管支架焊接工序，焊接前要先進(jìn)行支架放線定位工作，確保所有支架上部方鋼管在同一平面。

焊接過(guò)程中要采取減小變形的措施，先對(duì)稱點(diǎn)焊，檢查角度，合格后再焊接。不合格的要校正角度。點(diǎn)焊要牢固。焊接時(shí)電流要適當(dāng)，焊縫成形后不能出現(xiàn)氣孔和裂紋，也不能出現(xiàn)咬邊和焊瘤，焊縫尺寸應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，焊波應(yīng)均勻，焊縫成形應(yīng)美觀。

焊接操作會(huì)破壞鍍鋅支架及后置埋板表面的鍍鋅層，焊接后應(yīng)對(duì)焊縫及其四周進(jìn)行防腐處理。防腐材料選用環(huán)氧富鋅底漆，要求涂刷兩道。防腐前清除干凈焊縫表面的藥皮和污物。

4.2.4 鍍鋅鋼板支撐結(jié)構(gòu)安裝及防火巖棉填充

支撐結(jié)構(gòu)采用1.5mm厚鍍鋅鋼板，鋼板一端通過(guò)Φ4水泥射釘固定至結(jié)構(gòu)梁，另一端彎折后用自攻螺絲固定至幕墻鋁合金橫梁上，盡量將鋼板彎折成90°，有利于后續(xù)防火巖棉填充。

本工程防煙帶采用100mm厚防火巖棉板，其耐火極限可達(dá)1h，滿足建筑耐火等級(jí)要求。填充時(shí)將巖棉貼緊鋼板并用水泥射釘固定，巖棉應(yīng)無(wú)縫連接且完全閉合，巖棉板表面毛刺較多，施工時(shí)工人應(yīng)注意好安全防護(hù)，避免裸露皮膚及眼睛受到傷害。

4.2.5 擋灰板焊接加固

本工程擋灰板采用3mm厚鍍鋅鋼板，一端通過(guò)M6膨脹螺栓固定至結(jié)構(gòu)梁上，中部與支架方鋼管焊接，焊接完成后將另一端彎折90°用自攻螺絲固定至幕墻鋁合金橫梁上，鋼板與支架剛性連接可有效避免幕墻系統(tǒng)對(duì)其擾動(dòng)。

固定完成后在適當(dāng)位置打孔植入雙支100mmΦ12鋼筋用于防撞護(hù)欄固定。

4.2.6 防火密封膠施工

不同材料拼接處（支撐結(jié)構(gòu)、擋煙板、結(jié)構(gòu)梁及幕墻橫梁）會(huì)產(chǎn)生縫隙，起火時(shí)可能造成煙霧蔓延，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行打膠密封處理，密封膠選用耐候硅酮膠，能在復(fù)雜環(huán)境中保持穩(wěn)定。

打膠前應(yīng)對(duì)膠縫處基材進(jìn)行清潔，用化學(xué)清潔溶液對(duì)需注膠部位進(jìn)行清洗。清潔方法為“二塊抹布法”即用一塊布粘溶劑（二甲苯或丁酮）清洗注膠面，在溶劑未揮發(fā)前用另一塊干凈的布把溶劑連同污物一起抹凈。選用的抹布必須是干凈、柔軟、不脫毛、不脫色的棉布。

打膠時(shí)膠液應(yīng)連續(xù)、均勻，不能有缺膠部位。若個(gè)別部位縫隙較大，可先用固定墊片塞嵌后再涂膠。

5 結(jié)語(yǔ)

青島國(guó)際創(chuàng)新園二期工程項(xiàng)目部通過(guò)對(duì)幕墻節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化，有效地解決了雙曲面幕墻防火封修處的安全隱患及隨之產(chǎn)生的室內(nèi)地面裂縫問(wèn)題，取得了預(yù)期的效果，成功實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)意圖，獲得了業(yè)主的一致好評(píng)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：劉天宇，土建責(zé)任工程師，青島國(guó)際創(chuàng)新園二期項(xiàng)目部。