改良型背栓開放式石材幕墻施工技術應用

發布時間:2019-10-30 13:59:16   編輯:石材網

介紹一種改良型背栓開放式石材幕墻施工技術的應用,通過借助BIM技術、激光掃描技術,對傳統背栓式幕墻構造系統進行改良等方法,解決了以往深化設計、質量控制、防水效果等方面存在的問題,提高施工效率,可供類似工程施工時參考。

1工程概況

某生產科研綜合基地總建筑面積33.30萬m',地上共8個單體,3-9層,地下2層。

其中幕墻工程主要以玻璃幕墻、鋁板幕墻與石材幕墻相結合,輔以大量的外裝飾造型和大尺度的進、退設計,創造出生動的建筑外觀。其中背栓式干掛石材幕墻面積9.45萬m”,工程量大,質量要求高,施工難度大。

2施工難點及相應對策

2.1深化設計工作量大且容易出錯

本項目建筑外墻設計,采用石材幕墻營造出大尺寸的進,退設計,線條眾多,在分格縫設計上也要求采用大小板塊相間,寬縫及密縫結合錯縫排列。

僅其中一個單體的一個立面,石材的尺寸就多達近50種。深化設計時必須對每一個單體每一個立面采用的每一塊石材進行分類,以便于工廠加工,由于石材幕墻工,程量大,深化設計工作難度大大增加。

將BIM技術應用于背栓開放式石材幕墻的深化設計,可大大提高幕.墻深化設計的效率,同時可精確計算出每塊石材的尺寸與定位,自動分類并編號。

2.2施工工期緊

整個外立面幕墻工程,包括鋁板及玻璃幕墻在內,計劃施工工期僅150d,此外由于石材全部采用山東白麻,均從外地長距離運入,材料調配時間較長。

若施工中一旦出現問題再進行調整,將大大影響進度。若對幕墻安裝過程進行預演,實現石材幕墻施工過程的可視化,提前消除施工過程中可能出現的錯誤,將有效提高石材幕墻安裝的效率。

另外,施工完成后,可通過激光掃描技術重建三維模型與深化設計所得的BIM模型進行比對并檢查施工效果。

2.3防水要求高

背栓開放式石材接縫不打膠,對外墻防水要求更高。通過對傳統背栓式幕墻構造系統進行改良,采用.“鋁合金背板+外墻防水涂料”相結合的雙層防水構造,可優化外墻防水性能。

3深化設計

(1)深化設計時各參與方統一利用基于“建筑信息模型"(BIMD平臺的CAD建立BIM模型,實現便利的信息共享與交流,避免以往各參與方用的BIM軟件工具不統一而造成模型交換數據時部分數據丟失的后果,從而實現深度合作。

該深化設計工具對計算機硬件水平依賴較低,中低端配置即可流暢運行該軟件。在流暢的工作環境下,參建各方直觀地從模型的各個角度、方位瀏覽建筑,以便更加準確地進行方案優選和設計評價。

(2)模型制作順序為:結構模型(真實反映出影響所有立面造型構件尺寸及標高)→幕墻模型(建筑外立面,含石材族庫建立)。各專業模型制作完成后,利.用Navisworks完成與主體結構碰撞檢測與修改后,供建設單位、設計單位、監理單位對各專業整合而成的模型進行檢查,以保證模型滿足建設單位對建筑物外觀及使用功能的要求,并反饋意見供修改。

(3)意見反饋并完成調整后,自動統計出模型中石材的數量、分類尺寸并編號,出材料統計表,也作為.下料單。石材工廠加工時,每塊石材貼上標識注明編號,編號與下料單一一對應。在施工現場即可根據每塊石材上的標識進行分類管理,按次序安裝。

(4)模擬幕墻安裝過程。利用BIM技術對幕墻安裝過程進行模擬,通過建筑信息模型模擬實際的幕墻施工,并制成動態視頻的形式進行技術交底。

4三維激光掃描實測與模型對比(圖1~3)

單體完工后,借助激光掃描儀對完工建筑物進行激光掃描實測實量,生成三維模型與設計模型相互印.證,檢查其是否符合設計要求。

本項目所采用的GLS-2000三維激光掃描儀可在短時間內掃描又寬又長的區域,并把點云與影像結合,清晰地識別目標物。經過現場掃描對比,在對同一部位掃描并排除掃描環境干擾的情況下,三維激光掃描能達到較高的掃描精準度。

由于本項目有8個單體且占地面積比較大,三維激光掃描儀掃描距離在50m以內精度較高,因此需要單獨對每個單體分站掃描,各站掃描后進行擬合,充分考慮通視覆蓋測站距離、建筑物拐角、測量精度要求、掃描數據遺漏等情況,以8號樓職工文體中心為例,共設4個掃描分站,為保證數據的拼接精度及掃描的整體性,在各獨立的掃描站內放置4~5個專用固定直徑白球,將白球掃描數據作為拼接特征點,然后將4個面的測點拼接起來。

將所有的掃描數據拼接完畢后,導入數據處理軟件SCANMASTER,通過軟件功能項目設置,軟件自動剔除噪聲點和降噪處理,滿足建模要求,繼而轉換成三維模型方便導入碰撞測試軟件(Navisworks)。檢查完工后測量模型與設計模型之間的偏差,用以確認工程情況,為驗收工作提供客觀的對比數據。


5關鍵節點構造和技術

5.1雙重防水構造

雙重防水構造:建筑防水+幕墻防水。幕墻防水采.用鋁板安裝在鋼龍骨外側的方式,保證鋼龍骨不接觸雨水,鋁合金掛件通過螺栓與橫龍骨相連,鋁板或鍍鋅板擋在鋼龍骨與鋁合金掛件之間;建筑墻體防水按兩道設防,采用“防水砂漿抹灰+外墻聚合物防水涂料”相結合的形式,確保幕墻與加氣混凝土砌塊墻體形成的圍護結構“滴水不漏”。雙重防水構造如圖4所示。


5.2板材可獨立更換構造

通過合理布置石材幕墻橫龍骨與石材縫隙,實現板材獨立更換。本項目的石材幕墻,采用背栓開放式干掛系統,在石材背面鉆孔,通過不銹鋼錨栓連接鋁合金掛件,組成一套獨立的掛件系統,干掛于幕墻骨架的橫梁上。

背栓連接各石材板塊成獨立體系,相鄰板塊間沒有荷載傳遞,石材板塊與骨架間為活動連接,通過深化設計使其擁有足夠的空間補償面板整體移位,維修時只需將其上塊面板上移,將破損的板塊抬高即可拆下,維修。允許石材獨立更換的幕墻構造示意如圖5所示。


6結語

本項目幕墻工程施工過程中,將“建筑信息模型技術"(BIM技術)應用于背栓開放式石材幕墻的深化設計,大幅度提高幕墻深化設計的效率;對幕墻安裝過程進行預演,實現石材幕墻施工過程的可視化;幕墻安裝完成后,通過激光掃描技術生成三維模型與深化設計所得的BIM模型進行比對,為驗收工作提供客觀的對比數據。

在工藝方面,通過對傳統背栓式幕墻.構造系統進行改良,引入“鋁合金背板+外墻防水涂料”相結合的雙層防水構造,解決了傳統石材幕墻易漏水的問題,優化外墻防水性能。石材幕墻施工過程順利,質量良好,圓滿實現了業主方提出的工期與質量目標。


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