玻璃肋点支式采光顶施工工法secret.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流玻璃肋点支式采光顶施工工法secret.精品文档.玻璃肋点支式采光顶工法采光顶工法*建设集团有限公司2008年3月目 录1.前言12.工法特点13.适用范围24.工艺原理25.施工工艺流程及操作要点76.材料与设备157.质量控制158.安全措施179.环保措施1710.效益分析1811.应用实例19玻璃肋点支式采光顶工法*建设集团有限公司1前 言开放与交流、舒适与自然已成为公共建筑的发展趋势。玻璃肋点支式玻璃采光顶是用玻璃肋与驳接件作为支承结构的采光顶,这一体系最大的特点是最大限度的表现了玻璃的通透性,其特点迎合了公共建筑发展的趋势。但是玻
2、璃抗压强度大,抗拉性较差,性脆易断裂,在设计与施工中均存在一定的技术难题。目前常见的点支式玻璃采光顶按支承结构来分主要有索(杆)结构、钢结构等,玻璃肋结构在采光顶中还很少见到。在国内对玻璃这种脆性材料的承重性能还没有一个全面详尽的理论,现有的设计理论也只是将玻璃作为维护结构而忽略其承重作用,但随着玻璃材料性能的不断改善,尤其是钢化玻璃和夹层玻璃的使用,玻璃承重结构在实际工程中将会得到越来越广泛的应用。我公司通过多年的实践积累与课题攻关,扬长避短,使玻璃肋点支式结构在采光顶上得到成功的应用。该工法在多个工程中应用后,取得了良好的社会效益及经济效益。2工法特点2.1由于玻璃肋通过专用不锈钢吊夹连接
3、,采光顶顶部面板玻璃通过不锈钢驳接件及玻璃肋与主体结构连接,钢支承骨架稀少因此使得整个空间被遮挡的面积降低到最小,视野开阔到最大限度,使空间具有很强的通透感,营造出其他支承结构的采光顶无法营造的装饰效果,给建筑师提供了新的装饰途径。2.2由于在金属连接件和紧固件的设计中考虑了各种措施,使每个连接点可以自由转动外,还允许有一定的位移,用以调节钢结构(或土建)施工中不可避免的误差,因此,玻璃不会产生安装应力,并且可以适应支承结构受荷载后产生的变形,使玻璃受力状态良好。同时玻璃肋及采光顶面板玻璃均为夹层玻璃,即使玻璃在外力撞击下破碎,也不会出现玻璃坠落而伤人。同时为防止夹层玻璃整体脱落,用驳接系统将
4、夹层玻璃与主体结构连接。2.3由于玻璃肋点支式采光顶系统中玻璃肋是通过机械连接方式固定安装的,采光顶顶部每片玻璃都是相对独立的单元,因此当玻璃需要维护、更换时,只需针对其中有故障的单元操作即可。3适用范围本工艺适用于玻璃采光顶及室外玻璃雨蓬等。4工艺原理玻璃肋点支式采光顶是用玻璃肋与驳接件作为支承结构的玻璃采光顶,玻璃肋与专用玻璃肋吊夹之间用螺栓与专用胶复合连接,然后将玻璃肋吊夹与主体结构(钢结构)机械连接,根据玻璃肋吊夹与主体结构(钢结构)的连接方式,将玻璃肋分为简支梁、两端固定梁、悬臂梁等几种受力模型。因此玻璃肋点支式采光顶是由玻璃肋来支承面板玻璃两长边的挠度变形,用不锈钢驳接件辅助支承面
5、板玻璃,并用不锈钢驳接件来防止面板夹层玻璃受到冲击整体脱落的结构。对于采光顶面板玻璃而言,它除了有四个点支承外,还有两个边来支承,支承条件相对点支式结构会更好一些。对于玻璃肋来讲,由于承受的主要是线荷载,所以受力也更均匀一些,孔位的压力也相对较小。4.1玻璃肋与玻璃肋吊夹之间的连接方式玻璃肋与玻璃肋吊夹之间采用的是胶粘结法与螺栓连接法相复合的连接方式(图4.1),通过螺栓固定玻璃肋吊夹并为胶连接提供预压力,通过胶来承受连接部位较大的剪力作用。这种做法的目的是使玻璃肋吊夹与玻璃肋之间具有适当的弹性模量和足够的强度,在玻璃肋受力时,能够依靠胶及垫片达到像钢结构那样的效果,对外力进行重新分配。图4.
6、1 玻璃肋与玻璃吊夹连接节点4.2玻璃肋受力模型的选择玻璃肋与玻璃肋吊夹之间采用胶接与栓接复合的连接方式,可以使玻璃肋与玻璃肋吊夹之间达到与玻璃等强的效果,因此玻璃吊夹与主体结构(钢结构)之间的连接方式即为玻璃肋的受力方式。玻璃肋根据连接方式可以分为简支梁(图4.2.1-2、图4.2.1-3)、两端固定梁(图4.2.2-2、图4.2.2-3、图4.2.2-4)、悬臂梁(图4.2.3-2、图4.2.3-3)等几种受力模型。在确定受力模型后,根据所选择受力模型来分析哪些部位是受力的最不利部位,如跨中,端支座部位等。在设计时,为以防万一,应对每一个关键部位都要进行受力分析,如有条件,可用有限元进行分
7、析计算。4.2.1将玻璃肋视为两端简支梁的类型(受力简图见图4.2.1-1)。根据材料力学的理论,其强度极限取玻璃的侧面强度(边缘强度)。跨中最大弯矩:M=截面抵抗矩:W=I/(h/2)=最大正应力:=(侧面强度) 最大挠度产生于跨中:图4.2.1-2 简支梁标准节点图图4.2.1-3 玻璃肋点支式采光顶现场照片(简支梁结构)4.2.2将玻璃肋视为两端固接梁的类型(受力简图见图4.2.2-1)。此种类型按三次超静定结构计算其内力及变形,其强度极限值取玻璃的侧面强度()。最大弯矩:M=(固定端)截面抵抗矩:W=I/(h/2)=最大正应力:=(侧面强度) 最大挠度产生于跨中:图4.2.2-2 两端
8、固定梁标准节点图(样式一)图4.2.2-3 两端固定梁标准节点图(样式二)图4.2.2-4 玻璃肋点支式采光顶现场照片(两端固定梁)4.2.3将玻璃肋视为悬臂梁的类型(受力简图见图4.2.3-1)。根据材料力学的理论,其强度极限取玻璃的侧面强度(边缘强度)。最大弯矩:M=(固定端)截面抵抗矩:W= 最大正应力:=(侧面强度)最大挠度产生于自由端:图4.2.3-2 悬臂梁标准节点图图4.2.3-3 玻璃肋点支式雨蓬现场照片(悬臂梁结构)4.3玻璃肋与面板玻璃的连接方式。玻璃肋与面板玻璃的连接共有两种方式,一种是肋板直接与面板玻璃垂直粘结,面板玻璃相当于以肋板为支座的多跨连续板,将垂直于板面的荷载
9、通过对结构胶的压力(或拉力)传到肋板上(图4.2.4-1、图4.2.3-3);另一种是肋板与面板玻璃在接缝下粘结,面板玻璃相当于简支在相邻板间的简支板,将平面外荷载以剪力的形式传递给结构胶,再由结构胶传给肋板(图4.2.4-2)。第一种连接方式(图4.2.4-1、图4.2.3-3)中的玻璃肋与面板玻璃共同承受荷载,组合中的玻璃既有平面内受弯的(玻璃肋)也有平面外受弯的(面板玻璃),我们通常将这种类型按T型组合受弯构件来考虑,在计算时可按两端简支T型梁进行计算,这种组合受弯构件,除了验算玻璃板的强度及变形外,还要对胶缝的承载力进行验算。图4.2.4-1 肋板与面板玻璃直接粘结 图4.2.4-2
10、肋板与面板玻璃在接缝处粘结5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程测量放线制作安装驳接系统(驳接件、玻璃肋吊夹等)底座玻璃肋安装安装驳接系统(驳接件等)面板玻璃安装清洗打胶验收5.1.1测量放线1. 以土建(或钢结构)施工单位提供的建筑轴线控制点和标高控制点为依据,引出采光顶的轴线和标高。2. 测量高度、水平度。先确定采光顶的定位线和分格线,用水准仪、经纬仪和钢卷尺放出玻璃肋定位水平线和分格线。3. 测量放线应在风力不大于4级的情况下进行,对实际放线与设计图之间的误差应进行调整、分配和消化,不能使其积累。5.1.2制作安装驳接系统底座驳接系统底座最好是工厂化生产,现场安装,特别是底座双耳板的
11、间距制作必须准确,底座制作完成后,根据玻璃分格确定驳接系统底座安装位置,安装驳接系统底座时,要采用电焊进行点焊定位,所有驳接底座点焊定位后,再拉通线进行检查,调正偏离定位点的驳接系统底座。驳接系统底座调正后,进行焊接,底座周边应满焊,焊接质量应满足以下要求:1. 焊高符合设计要求;2. 焊缝连续,不漏焊、不夹渣;3. 焊缝无未溶合缺陷;4. 对焊缝进行有效的防腐处理。5.1.3玻璃肋安装先将专用玻璃吊夹与玻璃肋连接,然后将玻璃肋水平吊起,将玻璃吊夹与底座双耳板用销轴(或高强度螺栓)固定。5.1.4安装驳接系统根据施工图及材料清单,确定驳接系统的型号、规格等,安装驳接爪时,用螺栓将不锈钢爪与转接
12、件连接,所有驳接爪安装完后,要进行一次调整,调整时可采取拉通线的办法,调整驳接爪角度,使驳接爪孔横向和纵向分别共线,调好后固定驳接爪。5.1.5面板玻璃安装按施工图分格尺寸进行实测后,调整分格尺寸,确定玻璃尺寸,按编号报玻璃加工清单。玻璃加工完运至工地,经质检员、监理按有关标准、图纸和材料清单进行查验,查验合格后进行面板玻璃安装,具体安装步骤如下。玻璃孔上安装驳接头将玻璃吊送至安装位置将接驳头螺栓插入驳接爪孔内,装上垫片,旋入螺母玻璃肋与面板玻璃缝调整紧固。1玻璃吊装 大型玻璃的安装是一项十分细致、精确的整体施工组织。施工前要检查每个工位的人员到位,各种机具是否齐全正常,安全措施是否可靠。高空
13、作业的工具和零件要有工具包并可靠放置,防止物件坠落伤人或击破玻璃。待一切检查完毕后方可吊装玻璃。 1) 再一次检查玻璃的质量,尤其要注意玻璃有无裂纹和崩边,驳接头位置是否正确。用干布将玻璃的表面浮灰抹净,用记号笔标注玻璃的中心位置。 2) 根据工程情况确定是采用电动吸盘吊装,还是用大玻璃专用吊装带吊装。不论采用哪种方式必须先定位,使其左右对称,且略偏玻璃中心上方,使起吊后的玻璃不会左右偏斜,也不会发生转动。 3) 试起吊。电动吸盘或吊装带定位后必须先将玻璃试起吊,将玻璃吊起23cm,以检查各个吸盘是否都牢固吸附玻璃或吊装带是否则绑扎牢固。 4) 如采用大玻璃专用吊装带吊装时,应在吊车下部及玻璃
14、上部的适当位置设置手拉葫芦,以防止玻璃在升降移位时过快而发生碰撞,并方便玻璃的安装就位。在玻璃适当位置安装拉缆绳索和侧边保护胶套。拉缆绳索是为了玻璃在起吊、旋转、就位时,工人能控制玻璃的摆动,防止玻璃因风力和吊车转动发生失控。图5.1.5-2 用玻璃专用吊装带水平吊装玻璃2玻璃就位 1) 玻璃在就位之前,一定将玻璃的朝向调整好。如采用中空夹层玻璃,夹层根据设计及工程实际情况确定在中空层的底部或下部。一般采光顶高度较高,且上部较少有掉落物的部位,通常将夹层玻璃放在中空层的底部,如采光顶高度较低,且上部存在掉落物隐患的部位,通常将夹层玻璃放在中空层的上部。2) 吊车将玻璃移近就位位置后,司机要听从
15、指挥长的命令操纵液压微动操作杆,使玻璃对准安装位置徐徐靠近,在离安装位置大约在700800mm时,用手拉葫芦缓慢的将玻璃靠近驳接爪。3) 上层工人要把握好玻璃,防止玻璃在升降移位时发生碰撞。将接驳头螺栓对准驳接爪孔插入,然后装上垫片,旋入螺母。4) 在要安装面板玻璃与玻璃肋交接处放置软木或橡胶垫块,软木垫块应在面板玻璃上下对称位置放置,软木垫块的厚度应稍大于设计的胶缝宽度,并用铁丝将对称的软木垫块绑紧,在玻璃肋与面板玻璃之间的结构胶(大玻璃专用胶)凝固后将其去掉,然后再补打结构胶。粘贴胶条时要留出足够的注胶厚度。 5) 玻璃定位。面板玻璃临时定位后,应反复调节驳接头,使面板玻璃与玻璃肋正确就位
16、。第一块玻璃就位后要检查玻璃坡度是否达到设计要求,以后就位的玻璃还需检查与已就位好的玻璃左右缝隙是否顺直,宽窄是否一致。图5.1.5-3 玻璃安装就位5.1.6清洗打胶1. 所有注胶部位的玻璃和金属表面都要用丙酮或专用清洁剂擦拭干净,不能用湿布和清水擦洗,注胶部位表面必须干燥。 2. 沿胶缝位置粘贴纸胶带,防止硅酮胶污染玻璃。 3. 要安排受过训练的专业注胶工进行注胶,注胶时应内外双方同时进行,注胶要匀速、匀厚、不夹气泡。4. 注胶工作不能在风雨天进行,防止雨水和风沙侵入胶缝。另外,注胶也不宜在低于5的低温条件下进行,温度太低胶液会发生流淌、延缓固化时间,甚至会影响拉伸强度。注胶时应严格遵照产
17、品说明书要求施工。 5. 注胶后专用工具刮胶,使胶缝呈微凹曲面。 6. 硅酮耐候密封胶的施工厚度应介于3.54.5mm之间,太薄的胶缝对保证密封质量和防止雨水不利。 7. 硅酮结构密封胶必须在产品有效期内使用,施工验收报告要有产品证明文件和记录。5.1.7表面清洁和验收 1. 将玻璃内外表面清洗干净。 2. 再一次检查胶缝并进行必要的修补。 3. 整理施工记录和验收文件,积累经验和资料。5.2操作要点5.2.1玻璃吊夹的设计1. 玻璃吊夹在设计时,一定要在美观、通透的基础上,给玻璃肋有一定的位移及变形能力,另外玻璃吊夹与玻璃连接处螺栓要有合理的布置,连接孔的数量计算要精确,玻璃孔之间的距离不能
18、太小(图5.2.1中的L2的距离),在玻璃吊夹设计时,应使玻璃孔尽量远离弯距中心,这样可以使连接螺栓的数量有效减少。2. 当采用简支梁的受力模型时,玻璃吊夹与耳板连接的孔应一侧为长圆孔,另一侧为圆孔或两侧均采用长圆孔,以此来保证玻璃肋的水平位移能力及玻璃肋根部的受力(图5.2.1)图5.2.1 玻璃吊夹(样式一)3. 玻璃吊夹当中的垫圈要有适当的弹性模量和足够的强度,使玻璃肋在受力时,能够依靠垫圈及专用胶达到像钢结构那样的效果,对外力进行重分配。玻璃肋与吊夹之间采用螺栓定位,通过SGA胶(第二代变性压克力系两液型构造用接着剂)把不锈钢吊夹和玻璃肋可靠的粘接在一起(图4.1)。通过螺栓固定玻璃肋
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