玻璃幕墙横梁立柱新型连接结构施工工法

玻璃幕墙横梁立柱新型连接结构施工工法适用范围

《玻璃幕墙横梁立柱新型连接结构施工工法》适用于各种明框玻璃幕墙工程、隐框幕墙工程、半隐框幕墙工程，特别适用于多层、加厚、功能性玻璃（发电玻璃、自动变色玻璃）等玻璃重量大的幕墙玻璃工程。

玻璃幕墙横梁立柱新型连接结构施工工法工艺原理

《玻璃幕墙横梁立柱新型连接结构施工工法》的工艺原理叙述如下：

1、开口横梁与闭口横梁在抗扭性能上的差别

通过理论计算，证明把开口型材改为闭口型材后，抗扭性能大大提高，完全满足房屋保温要求提高后玻璃板块增重的需要。以同样尺寸的矩形截面来计算，见图1：

对两个同尺寸开口与不开口的矩形截面，需从强度和刚度两方面比较，即：相同外力偶矩作用下，所产生的切应力和扭转角均较小的截面形式最好。根据《材料力学》相关公式，对最大切应力（即抗扭强度）和扭转角（即抗扭变形）进行计划分析，闭口薄壁截面型材在抗扭强度、受扭变形量方面，要远优于同尺寸的开口薄壁截面型材，完全满足幕墙保温要求提高对玻璃重量增加的需要。

2、闭口型横梁与配有三个孔的，长度为40毫米的横梁芯管固定，横梁芯管孔的一端采用不锈钢螺栓封死，另一端配有不锈钢弹簧和钢销，再和已经按横梁芯管孔位相对应的立柱孔位对齐，使钢销在弹簧的作用力下弹入立柱开孔中，使钢销就位，从而完成横梁与立柱的连接。详见图2和图3：

玻璃幕墙横梁立柱新型连接结构施工工法施工工艺

• 工艺流程

《玻璃幕墙横梁立柱新型连接结构施工工法》的工艺流程：

横梁下料→横梁钻孔→芯管下料→芯管钻孔攻丝→芯管安装弹簧限位螺钉→横梁与芯管安装→芯管孔位处放置弹簧、钢销安装→两端同时回缩弹簧钢销→立柱孔位处水平推横梁→用塞尺检查弹簧钢销是否弹入孔位→横梁安装到位→检查是否吻合、牢固。

• 操作要点

《玻璃幕墙横梁立柱新型连接结构施工工法》的操作要点如下：

1、横梁下料：根据施工图纸、加工图纸和工艺卡要求，采用数控双头切割锯床下料，横梁加工尺寸允许偏差见表1：

2、横梁钻孔：按照加工图纸和工艺卡要求，采用高速四轴数控加工中心钻孔。详见图4和图5：

3、安装横梁芯管：闭口型横梁与L=40毫米的横梁芯管采用M5×20不锈钢螺钉固定，横梁芯管孔的一端采用不锈钢螺栓封死，另一端配有不锈钢弹簧和钢销。详见图6和图7：

4、不锈钢弹簧、钢销安装：将弹簧先装入横梁芯管的孔中，再将钢销插入带有弹簧的横梁芯管孔中，反复回缩弹簧钢销几次，检查弹簧钢销是否伸缩自如，是否有卡死现象。详见图8：

5、横梁安装就位：先找好要安装的横梁位置，将弹簧钢销缩回使之与横梁芯管的边缘平齐，再水平向两立柱间推进，两端一定要平齐、同步进行，直至横梁的钢销弹入立柱孔位、安装到位。详见图9：

6、检查是否吻合、牢固：检查各横梁就位情况是否有错，立柱、横梁接口是否吻合，横梁安装是否水平，不锈钢弹簧钢销是否完全弹入立柱孔内。检查方法：用观察、手扳方法检查横梁就位和牢固，用水准仪检查横梁的水平度，用不锈钢塞尺检查不锈钢弹簧钢销是否完全弹入立柱孔位，用钢卷尺检查横梁的尺寸偏差。横梁安装允许偏差见表2：

《玻璃幕墙横梁立柱新型连接结构施工工法》所用的材料及设备明细如下：

1、材料

（1）铝合金横梁选用国产高精级型材，合金牌号及状态号应符合设计要求（通常为6063-T6、6063-T5），闭口型材采用模具一次制造成型。见表3：

（2）铝合金横梁芯管选用国产高精级型材，合金牌号及状态号应符合设计要求（一般与横梁相同），芯管也采用模具一次制造成型。

（3）不锈钢弹簧采用弹簧用不锈钢钢丝制作而成，防腐和弹压力性能比较好。如图9:

（4）不锈钢钢销采用牌号为OCr17Ni12Mo2（316）的不锈钢棒机械加工而成。

（5）不锈钢螺钉采用奥氏体不锈钢加工而成，性能等级为A2-70，螺纹强度很高。

2、设备

（1）数控双头切割锯床切削速度高、加工精度高、生产效率高，机床两锯头可单独工作，也可同时工作，一次切割出所需要的长度及端部角度。主要加工精度见表4:

（2）高速四轴数控加工中心可用与在-90°~0°~ 90°上下各种幕墙型材的安装孔、流水槽、锁孔及攻丝等加工工序，能够进行钻孔、铣加工、切割（铝）及攻螺纹最大M8（铝）的加工操作。主要加工精度见表5:

3、劳动力组织

（1）车间制作劳动力组织安排见表6：

（2）现场安装劳动力组织安排见表7：

《玻璃幕墙横梁立柱新型连接结构施工工法》的工法特点是：

1、立柱、横梁下料、钻孔和装配组件均在幕墙生产车间制作完成，构件加工质量、加工精度有保证，节约人工，减少材料浪费。

2、玻璃幕墙横梁是用闭口型横梁通过不锈钢弹簧钢销与立柱连接固定，整个幕墙结构体系牢固、稳定。

3、幕墙施工现场减少立柱钻孔、横梁铝角码安装、横梁盖板安装等传统工序，工期缩短，该工序现场不用施工机具，施工噪声减小，工作效率提高。

4、横梁与立柱的连接固定一次成型，避免了二次安装程序，安装简单方便，连接牢固。

5、施工简便，工艺流程清晰易懂，操作工人易于掌握，对管理者的专业技能和统筹能力要求较高，更适宜应用计算机管理。

玻璃幕墙作为具有独特的建筑装饰效果的建筑外围护结构，为众多建筑师和业主所青睐，在建筑中得到广泛的应用，其中构件式玻璃幕墙又是幕墙安装施工中最常用的类型。构件式玻璃幕墙的框架一般由铝合金立柱和横梁组成，铝合金横梁与立柱的连接一般是在安装工地现场，通过铝角码加不锈钢螺栓或螺钉连接。操作方法是在现场把横梁和立柱确定位置后，用电钻钻加装铝角码的孔，再用螺栓或螺钉连接。现场手动工具加工操作，劳动效率比较低，质量也受人为因素，波动较大。

用角码连接的方法，还有一个问题，就是为了让角码连接有操作空间，横梁用的是形的开口型材，等角码安装完成后，为了美观，再用横梁盖板把匚形型材盖上，把连接接头隐藏在里面。看上去横梁形成一个矩形梁，但实际上只有形型材参与了横梁的抗扭作用，材料利用率低。

宁波建乐建筑装潢有限公司和宁波建工股份有限公司为了提高横梁与立柱连接的施工效率，利用在车间里机械化加工，让现场操作工作变得简便，同时也使接头的质量更高、更一致，开发了一种横梁立柱新型连接结构技术。形成了《玻璃幕墙横梁立柱新型连接结构施工工法》。

《玻璃幕墙横梁立柱新型连接结构施工工法》的质量控制要求如下：

1、质量控制主要规范标准

《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB 50210-2001；《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102-2003；《建筑幕墙》JGJ 3035-1996；《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300-2001；《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T 139-2001；《建筑铝型材第1部分基材》GB/T 5237.1-2004；《建筑铝型材第2部分阳极氧化、着色型材》GB/T 5237.2-2004；《铝合金建筑型材第5部分氟碳喷涂型材》GB/T 5237.5-2004；《铝合金建筑型材第6部分隔热型材》GB/T 5237.5-2004；《铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求》YST 437-2000；《不锈钢棒》GB/T 1220-1992；《不锈钢冷加工钢棒》GB 4226；《弹簧用不锈钢丝》YB（T）11-83。

2、QES企业标准及质量体系文件

宁波建乐建筑装潢有限公司与宁波建工股份有限公司QES三合一管理手册及体系程序文件；宁波建乐建筑装潢有限公司与宁波建工股份有限公司体系管理文件汇编；宁波建乐建筑装潢有限公司与宁波建工股份有限公司《施工工艺标准》。

3、质量管理要点

1）材料控制：所有的铝合金横梁牌号、状态、壁厚及力学性能必须符合设计要求和规范要求，材料采购前必须明确设计及规范标准中对该材料的各项性能及质量要求。横梁在运输过程中必须有可靠的保护措施，车间制作完成及现场安装完后应该做好半成品及成品保护工作。

2）测量放样：测量放样是幕墙施工中比较重要的一道工序，放线是否准确将直接影响幕墙施工质量，所以测量放线人员在工作中必须反复核对，确保放线精确。安装过程中，坚持做好技术交底工作，使每个操作人员做到心中有数，质量检验员要多测多靠，确保安装精度和牢固性符合要求。

3）编制工艺加工图：根据加工图和测量放样出来的成果图编制各种加工零件的工艺图，尤其是立柱和横梁上孔位尺寸应严格对照工艺加工图，确保正确性和加工精度。

4）车间加工：构件车间加工制作是幕墙工程生产过程中的重要环节，主要的工作是从工艺卡、机械设备、操作人员技能及车间的21世纪管理等方面来抓，立柱孔位的控制、横梁芯管的加工安装都得严把各道工序质量关，每道工序加工完成后经专职质量检验员检验，抽检按10%且不少于5件，当有1件不符合要求则加倍复验，复验合格后方能进入下道工序加工，严禁不合格的产品出厂。

5）现场安装：首先立柱标高安装的准确与否是横梁安装准确到位的关键因素，直接影响横梁安装质量的好坏，所以必须反复核对立柱的安装标高以保证横梁安装的精确度。其次不锈钢弹簧钢销与立柱孔位是否完全吻合也直接影响横梁安装的精度及牢固性。

6）质量检验：在生产的全过程当中一直贯穿着质量检验的活动，包括首检、抽检及三检制的执行等。各工种施工人员在做好技术质量交底的基础上坚持“三检制”（自检、互检、专检），坚持“上下工序交接制”，即上道工序达不到要求，不准转入下道工序，严格把好每道工序质量关。

《玻璃幕墙横梁立柱新型连接结构施工工法》的效益分析是：

玻璃幕墙传统的开口型横梁手工现场操作角码与立柱连接方式，存在着现场安装工作量大，工期长、质量难以控制、抗扭转力学性能差等弊端，应用该横梁立柱新型连接结构施工工法，则可巧妙地解决以上诸多难题，既满足设计和施工的各项要求，又提高材料的利用率和室内的美观性，因此产生了比较好的经济效益和社会效益。

1、经济效益

（1）幕墙车间立柱、横梁孔采用高速四轴数控加工中心钻孔，大大提高了工作效率。每个班组每天可加工100多支立柱，比原来在现场钻孔减少多道工序和人工。原横梁水平测量放线需3人一组，角铝孔位划样定位需1人一组，四组，横梁钻孔2人一组，四组。原11人完成的钻孔任务在车间只需2人即可完成。

（2）原现场横梁安装需经过测量放样、角铝孔位定位、钻孔、安装角铝、安装横梁、安装横梁

盖板等6道工序，共需11人共同完成。现场安装是对工程进度影响较大的一道主要工序。而采用闭口型横梁，现场安装每组只需2人，且每组每天能完成200支横梁的安装任务。

（3）和义路滨江1号地块（万豪大酒店万豪中心）工程幕墙面积约42000平方米，横梁约32000支。车间加工共计80天完成制作，每天20人，共用人工约1600工，每班次生产530支现场安装共60天完成安装，每天16人，共用人工约960工，按普通开口型横梁的安装约需80天完成，每组11人，每组安装100支，共需4组，每班次安装266支，人工约350工，缩短了工期20天，节约人工2560工。

2、社会效益

（1）由于采用横梁立柱新型连接结构施工工法，玻璃幕墙整体的安全性能增加。

（2）工厂化加工程度高，钻孔的精度和质量能最大程度地得到保证。

（3）现场安装时间减少，手持电动工具和电源线都可以省去，减少了噪声和环境污染，达到既节能又环保的良好效果。

（4）大幅度提高了现场安装效率，为下道工序赢得了时间，使得整栋大楼幕墙安装进度加快，为按计划要求将外架拆除提供了有力保障，工程工期提前。

采用《玻璃幕墙横梁立柱新型连接结构施工工法》施工时，除应执行中国、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：

1、现场所有操作人员上岗前进行职工三级安全教育，保证每个职工受教育时间不小于50学时，考试合格后方能进入现场作业。

2、分项工程施工前由项目技术负责人和安全员对班组和操作工进行安全交底，使每个职工树立安全意识，懂得安全的重要性。

3、施工操作前对施工机具必须严格检查，作业点的脚手架、防护措施进行全面检查，对不符合要求的及时要求改正，排除安全隐患。

4、操作人员配备必要的劳动保护用品，进入施工现场戴好安全帽并扣好帽带，高处作业系好安全带，防止物件和人员的坠落。

5、设专职安全员进行监督和巡查，每周二次例行安全检查，日常进行安全巡回检查，发现问题及时改正，做到防范于未然。

6、公司工程部每月二次定期检查项目的安全生产情况，对检查中发现的问题提出整改通知，项目部在接到通知后，立即落实整改，坚持“三不放过”的原则。

《玻璃幕墙横梁立柱新型连接结构施工工法》的应用实例如下：

1、宁波和义路滨江1号地块（万豪大酒店·万豪中心）工程位于该市最核心的三江口区域，东北面临余姚江，东南至电信大楼，西南以和义路为界，西北接解放桥连接线。该工程由主楼和裙房两部分组成，地上建筑面积约85819平方米，主楼平面呈“蝶”形，高度达159.78米，幕墙总面积约42000平方米，全部采用横梁立柱新型连接结构施工技术。幕墙满足设计和施工验收规范要求完成后已3年半，经历了好几次台风天气，经检查无发现一处渗漏。受到了市建委、质监站、建筑协会等主管部门以及业主、设计、监理等相关方的一致好评。工程已获得2008年度中国建设工程“鲁班奖（中国优质工程），2009年度全国建筑工程装饰奖（幕墙），209年度浙江省建筑业新技术应用示范工程。

2、宁波宁兴·城市花园商务楼工程位于鄞州中心区天童北路。幕墙工程地上29层，工程总建筑面积约43500平方米，幕墙面积约15828平方米，全部采用横梁立柱新型连接结构施工技术。幕墙满足设计和施工验收规范要求。

3、宁波国际金融服务中心北区项目工程位于东部新城中心商务区之核心商务办公区。工程共有八个单体，幕墙总面积约200000平方米，其中应用该工法的玻璃幕墙面积约20000米，幕墙工程已完工，满足设计和施工验收规范要求。

4、其它工程见表8：

《玻璃幕墙横梁立柱新型连接结构施工工法》的环保措施如下：

1、项目部成立相应的施工环境卫生管理机构，严格遵守中国和地方下发的有关环境保护的法律、法规和规章，加强对施工噪声、粉尘、工程废弃物及生活垃圾的控制和治理。

2、根据工程所在地的实际情况，建立切实可行的不扰民措施，在施工过程中认真听取相关方的意见，不断改正工作。

3、将施工场地和作业现场合理安排、布置规范，做到标示标牌清楚、齐全、醒目，禁止夜间进行生产噪声污染的施工活动。

4、设定生活垃圾专管人员，定期对生活区卫生检查和生活垃圾进行清理，生活垃圾需袋装存放，及时集中清运，并按当地环保部门要求指定的地方排放，不与施工垃圾混放。

5、现场作业产生的一般固体废物通过破碎技术使之质地均匀，用于填埋等。如有回收利用价值的，集中堆放，便于回收利用。对现场材料包装盒、保护纸等，集中处理，现场无乱丢乱弃。

6、对施工现场内道路进行硬化，并在晴天经常对施工通道进行洒水，防止尘土飞扬，同时定期对职工做健康检查，保护施工人员的身心健康。

2011年9月，中华人民共和国住房和城乡建设部发布《关于公布2009-2010年度中国级工法的通知》建质[2011]154号，《玻璃幕墙横梁立柱新型连接结构施工工法》被评定为2009-2010年度中国二级工法。 2100433B

拉索式点支承玻璃幕墙施工工法适用范围

《拉索式点支承玻璃幕墙施工工法》适用于钢筋混凝土框架结构外墙面采用多根竖向承重索和横向稳定索组成的平面索网支承体系，以四点X形驳接件为连接点连接拉索与玻璃的柔性支承结构。建筑高度不大于180米，单索长度不大于40米，单片玻璃重量小于450千克且抗震设防烈度为6~8度的民用建筑。

拉索式点支承玻璃幕墙施工工法工艺原理

《拉索式点支承玻璃幕墙施工工法》的工艺原理叙述如下：

通过不锈钢爪件以点连接的形式将幕墙玻璃与拉索体系相连接，将幕墙的各种荷载和作用传到拉索体系，再由拉索体系传到主体结构。整个幕墙的内骨架为由经计算选定了型号的主索、横锁组成的网格式框架；面板则由若干片大、厚、重的钢化玻璃拼装而成，单片玻璃四角开孔，通过驳接件与主索连接，玻璃与玻璃之间用硅酮耐候胶密封。

拉索式点支承玻璃幕墙施工工法施工工艺

• 工艺流程

《拉索式点支承玻璃幕墙施工工法》的工艺流程见图1。

• 操作要点

《拉索式点支承玻璃幕墙施工工法》的操作要点如下：

施工准备

熟悉图纸，研究节点构造及与其他外墙饰面的链接，编制施工方案和应急预案。

测量放线

根据设计图纸用经纬仪在墙面上放出纵横轴线，可在建筑物上弹出墨线再用花篮螺丝固定钢丝绳进行定位。具体放出玻璃幕墙竖向索和横索框架线后确定预埋件和驳接座位置后用油漆标出。

预埋件埋设

连接铁件的预埋可采用整体预埋或植化学螺栓预埋。①整体预埋法：在主体混凝土浇筑前放线定位出预埋钢板的位置，待混凝土浇筑完毕后，钢板上的锚筋埋于混凝土内，钢板“贴”于混凝土表面。锚筋的数量及长度由经计算确定。②植化学螺栓法：测量放线定位出预埋件位置后按设计要求在梁混凝土面钻孔植入化学螺栓，再与开孔的钢板用螺栓连接。

拉索地锚安装

在主体混凝土柱，楼板面的预埋件上，焊接拉索座地锚、耳板，形成倒T形连接件，焊接前要进行测量放线定位，所有耳板位置定位误差在5毫米以内，拉索座耳板是拉索系统的直接受力件，焊接必须饱满密实，焊接完毕后喷涂氟碳漆两道。

驳接座焊接

驳接件的焊接前需要精确定位出主索与横索的位置。在预埋钢板上弹出的墨线位置处焊接驳接座，驳接座的中心线与所弹墨线重合。所有驳接座的焊接必须垂直于混凝土结构面且竖向偏差小于5毫米。焊接完成后以网格控制其尺寸，并对尺寸线进行技术复核确认无误后对驳接件进行防腐处理喷涂氟碳漆，见图2。

拉索安装

根据现场实际测量的尺寸，绘制出索具尺寸汇总表，并通知索具厂家按汇总表格下料加工。安装索具前应对预埋件做拉拔实验，达到设计要求后才能安装索具。安装竖索应从顶层逐层向、分区段向下。待竖索与横索均安装完毕后再进行张拉。

拉索预拉力施工

拉索的张拉应采用专业的张拉工具以及合格的拉索测力仪器。在张拉施工前应对所使用测力仪器进行标定，明确其使用范围、量程、测量精度等参数，未标定的仪器不得使用。使用张拉工具进行张拉时每一次施加的拉力不宜过大，边张拉边旋紧锚具的螺母，两者应同步进行。切不可使用蛮力旋紧螺母，以防螺纹滑丝。在张拉过程中需配合拉索测力仪的使用来准确控制张拉力。张拉值的大小应严格控制在设计范围内，且尽量使同一区段内的每根竖索拉力值相等。待竖索张拉完毕后再进行横索的张拉，当横索只起到稳定作用时，可用人工旋紧锚具的方式进行张拉，拉力值的大小同样需用测力仪控制。

7天循环校核

拉索张拉完毕后由于金属材料自身特性在长度上会产生一定量的徐变，拉力值也会随之下降，所以竖向拉索和横向拉索采用7天循环校核、张拉，即7天后再次对拉索测力，所测数值超出设计范围的应及时予以张拉调整，一般进行两次7天循环校核以保证拉力值稳定在设计范围内。首先对竖索进行测力，一个区段平均在不同的3个标高位置取点，并对同一标高处的每根竖索测力，记录结果。对每根索的测量结果进行对比，确定同一标高点各竖索的受力差值。对拉索重新进行张拉调整，拉力值小于设计值的进行张紧，超出设计值的进行卸力。使得同一标高处各个索的拉力值均等且差值不超过5千牛。7天后再次进行测力检查调整。

驳接爪安装

驳接爪为不锈钢钢制爪件，按形状为X形。其固定是通过拧紧中心固定螺栓使之与夹具连接，而夹具是通过4个今古螺栓将竖索与横索夹紧固定。由于横索与竖索成90度直角，所以夹具固定完毕后拨接爪的轴心是垂直于索网平面的，如果轴心与索网平面不垂直应在拨接爪与夹具间加坡垫片调平。

玻璃加工

拨接爪安装完毕后应准确测量出所需玻璃的尺寸，根据驳接爪件的类型精确定位出玻璃开孔的位置，并绘制玻璃尺寸加工图编号标注，对进场待装的玻璃进行编号，对号入座以防位置错乱导致的尺寸偏差。

玻璃吊装

玻璃安装前应调整脚手架与建筑外墙的间距保证有足够的吊装空间。吊装前应先测量玻璃的孔距是否与驳接爪（图3）孔相符，玻璃尺寸是否符合实际安装尺寸。起吊前将玻璃的四角用胶皮包裹，以防磕碰。清洁玻璃及吸盘上的灰尘，采用单侧双吸盘吊装。安装顺序应从上往下分区段进行。当玻璃被吊起后，由人工将玻璃推送至索网外侧进行固定。安装同一驳接爪件上的玻璃时应按从左往右从上往下的顺序进行，发现驳接爪发生偏转的应及时纠正，切不可待该驳接爪上的四面玻璃都安装完毕后再调整。

拼缝注胶

注胶宜选在晴朗的白天进行，雨天禁止打胶施工。注胶前应在拼缝两边粘贴胶带纸，保护玻璃表面不被胶液污染同时也可保持胶缝顺直美观。拼缝注胶前应在拼缝内挤入略宽于拼缝的聚苯乙烯条，用二甲苯清洗液清洗黏胶表面后再打胶胶缝应顺直饱满，无起泡空鼓。注胶顺序为：竖向胶缝，由下向上，横向胶缝从左向右。胶带纸应在胶液初凝前撕去。

玻璃清洗及验收

待胶缝24小时完全凝固后方可撕去胶带纸并用二甲苯对玻璃表面进行清洗、擦拭，有积胶的部位用刀片清刮，验收前再用清水全面清洗。严禁使用强酸、强碱等腐蚀性液体清洗幕墙。

• 劳动力组织

《拉索式点支承玻璃幕墙施工工法》的劳动力组织见表1。