一种用于异形幕墙骨架的钢制圆盘形节点构件及应用方法与流程

本发明涉及建筑工程幕墙施工技术，具体涉及异形玻璃幕墙骨架安装技术，尤其是涉及一种用于异形幕墙骨架的钢制圆盘形节点构件及应用方法。

背景技术：

近年来，随着我国社会经济的快速发展，城市的都市化程度大大提高。形形色色的建筑物成为一个都市的标志。玻璃幕墙作为融建筑技术、建筑功能、建筑艺术于一体的建筑外围护体系，当之无愧地成为当今建筑物的主要高级外装饰。其中，构件式玻璃幕墙因其技术成熟、施工简便应用最为广泛。随着大量异形建筑物出现，玻璃幕墙形式呈现多样化，涌现出许多异形玻璃幕墙，其中具有代表性的是各种曲面形状的玻璃幕墙。异形玻璃幕墙骨架的龙骨也不再仅为沿横、竖方向二维平面布置的标准样式，而是多采用蛛网状三维结构。其由众多方向各异的龙骨交汇构成节点，且各龙骨均不在同一平面，施工中极难掌握节点位置，拼装焊接异常困难，焊接质量难以保证，施工效率低下，进度缓慢。因此，异形玻璃幕墙骨架节点的定位、拼装和焊接成为安装施工的极大难点，而如何解决之，亦是业内人士关注的热点。

玻璃幕墙骨架是幕墙的支承结构。人们可以透过玻璃清楚地看到支承玻璃的整个结构体系，体现美与力、虚与实的对比效果。因此，骨架安装精度和质量关系到幕墙结构受力和整体美观。而在幕墙骨架结构体系中，节点兼顾控制杆件位置和连接传力，其安装位置精度和质量至关重要。鉴于异形玻璃幕墙骨架节点由众多方向各异，非同一平面的杆件交错汇集，安装施工中很难将位置控制准确，拼装焊接困难，由此带来质量不保证，施工效率低下等问题，因此亟需根据此类骨架体系特点探讨适宜的节点技术处理方案。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种用于异形幕墙骨架的钢制圆盘形节点构件及应用方法，包括骨架中方向各异多杆件交汇节点和曲面玻璃幕墙骨架节点，将各杆件连接成一体，其具有结构简单、受力明确、定位精准、拼装焊接便捷、连接牢固、保证质量、施工安全等特点。

本发明的目的可通过以下技术方案实现。

一种用于异形幕墙骨架的钢制圆盘形节点构件，由节点构件本体构成，所述节点构件本体包括用于与幕墙骨架龙骨进行焊接的圆形钢管，所述圆形钢管上下两端口外侧均焊接有封头钢板，所述封头钢板直径等于钢管外径。

所述钢管的型材钢号与所连接幕墙骨架龙骨的型材钢号相同，所述封头钢板的型材钢号与钢管的型材钢号相同。

所述钢管外径≥所连接幕墙骨架龙骨型材对应截面宽度×2，所述钢管壁厚≥所连接幕墙骨架龙骨型材壁厚，所述钢管长度＝所连接幕墙骨架龙骨型材对应截面宽度-封头钢板厚度×2。

所述封头钢板厚度大于或等于10mm。

本发明的目的还可通过以下技术方案实现。

一种用于异形幕墙骨架的钢制圆盘形节点构件的应用方法，包括以下步骤：

步骤一，本发明圆盘形节点构件的制作：按设计尺寸分别加工制作钢管和封头钢板，在钢管两端口管壁处分别加工坡口，将封头钢板盖在钢管两端口外面，校证位置后先点焊固定，然后将封头钢板与钢管通过连续焊焊接；

步骤二，幕墙深化设计：采用bim技术对曲面玻璃幕墙进行三维建模，确定骨架单元体尺寸；

步骤三，测量放线：全程采用全站仪进行精确定位，对所有幕墙骨架立柱进行编号，设置独立坐标；

步骤四，后置埋件安装：将后置埋件的位置用墨线弹在结构上，并以十字线标记化学螺栓中心点位，依点位钻孔，安装化学锚栓和埋件钢板；

步骤五，骨架单元体预制：搭设骨架单元体胎架，在胎架立杆顶部固定节点构件，节点构件下部封头钢板的底面与胎架立杆顶部接触，节点构件就位后，安装相邻节点构件之间连接的各个幕墙骨架龙骨；

步骤六，将预制好的各个骨架单元体吊装至建筑结构上设计位置，与建筑结构上的后置埋件连接固定，安装相邻骨架单元体之间的剩余幕墙骨架龙骨。

步骤一中所述封头钢板的加工制作过程：选型材钢号与钢管型材钢号相同的钢板，采用氧乙炔切割成圆形件，切割的圆形件直径大于钢管外径，然后在砂轮机上将圆形件的切割面磨光滑，打磨后的封头钢板直径等于钢管外径。

步骤五中所述搭设骨架单元体胎架的具体过程：先用犀牛软件形成的建筑模型提取幕墙骨架，再将骨架节点三维坐标转化平置时的相对位置和标高；胎架由立杆、横杆、剪刀撑组成，立杆中心应对准骨架节点中心，立杆顶标高对应骨架节点相对标高；

步骤五中所述节点构件就位：分别在节点构件的封头钢板上和胎架立杆顶部侧面标记中心十字线和中心控制点；将节点构件安放在立杆顶部，使节点构件上的中心十字线与立杆顶侧的中心控制点重合对正，将节点构件与胎架连接固定。

步骤五中所述幕墙骨架龙骨的安装过程：节点构件就位后，标记骨架单元体上各节点构件圆盘中点，在相邻节点构件中点间拉线，该连线即为幕墙骨架龙骨的中轴线，连线与节点构件圆周的交点即为龙骨安装中点，在该点做出标记；各幕墙骨架龙骨两端加工坡口，在幕墙骨架龙骨端部标记横截面中点，将幕墙骨架龙骨端面贴靠节点构件侧面，并将幕墙骨架龙骨端部横截面中点与节点构件上的龙骨安装中点对正，进行对接焊接。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

(1)本发明中圆盘形节点构件的侧面(安装龙骨连接面)为360^o圆周面，能满足任意方向、角度，多杆件与之连接，且安装工艺简单便捷，尤其适用于异形幕墙骨架节点部位；

(2)本发明应用过程中，装于其上的各向龙骨轴力作用线交汇于一点(节点构件圆盘中心)，受力明确，可大大改善节点受力性能；

(3)本发明龙骨与节点构件连接焊缝均为对接焊缝。对接焊缝具有传力均匀、无明显应力集中、抗拉强度较高等特点，且施焊过程易于控制，利于保证焊接质量；

(4)本发明解决了异形玻璃幕墙骨架节点部位定位、拼装、焊接难题，省却了骨架节点部位放样、裁割、拼接等繁复操作，简化了安装、焊接工艺，减少了焊缝数量，极大地方便了施工，大大提高了施工效率，加快了施工速度，达到省工、省力、省料、省时；

(5)本发明采用该构件骨架节点定位方便，准确，可大大提高幕墙骨架安装精度与焊接质量，保证了工程质量，并增加美观，且施工安全；本发明属于建筑幕墙结构领域的一项重要技术创新，对于促进建筑幕墙设计、施工技术发展具有现实意义；结构简单实用，取材便利，制作方便，经济、社会效益显著，具有推广应用价值。

附图说明

图1是本发明的安装位置示意图；

图2是本发明的结构示意图。

附图标记:1幕墙骨架龙骨；2节点构件本体；201钢管；202封头钢板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1和图2所示，本发明的一种用于异形幕墙骨架的钢制圆盘形节点构件，由呈圆盘形的节点构件本体2构成，所述节点构件本体2包括圆形钢管201，所述圆形钢管201上下两端口外侧均焊接有封头钢板202。所述钢管201的型材钢号与所连接幕墙骨架龙骨1的型材钢号相同，所述钢管外径≥所连接幕墙骨架龙骨型材对应截面宽度×2，所述钢管壁厚≥所连接幕墙骨架龙骨型材壁厚，所述钢管长度＝所连接幕墙骨架龙骨型材对应截面宽度-封头钢板厚度×2，所述节点构件本体厚度＝所连接的龙骨型材对应截面宽度。所述封头钢板202的型材钢号与钢管201的型材钢号相同，所述封头钢板202直径等于钢管201外径，所述封头钢板202厚度大于或等于10mm，呈圆形。所述封头钢板202安装焊接在钢管201两端口外侧，用于封闭钢管201口部，同时起支撑钢管201管壁作用。

本发明用于异形幕墙骨架的钢制圆盘形节点构件的应用方法：将钢制圆盘形节点构件置于异形玻璃幕墙骨架节点位置，使节点构件的圆心与龙骨交汇点重合；依次将交汇于该节点的各幕墙骨架龙骨1端面安装焊接在节点构件侧面的钢管201管壁上，连接形成整体骨架。

以曲面玻璃幕墙骨架为例，其特点：骨架为曲面形状，交于节点的各幕墙骨架龙骨1不在同一平面；交于节点的龙骨为多根，方向各异，与沿横、竖方向布置龙骨标准样式大不相同。根据施工方案，将幕墙骨架划分成若干可以吊装的骨架单元体。每个骨架单元体由若干圆盘形节点构件连接若干龙骨组成，在地面上先行组拼。

(一)本发明圆盘形节点构件的制作：

①钢管201加工：选用钢号与幕墙骨架龙骨1型材钢号相同的圆形钢管，按上述设计尺寸进行加工制作，采用氧乙炔切割下料。

②封头钢板202加工：选用钢号与钢管201钢号相同、厚度≥10mm的钢板，采用氧乙炔切割成圆形件。切割件的直径略大于钢管201外径，然后在砂轮机上将切割面磨光滑。打磨后的封头钢板202直径等于钢管201外径。

③节点构件组装：在钢管201两端口管壁处加工坡口，将两块封头钢板202分别盖在钢管201两端口外面，校证位置(要求封头钢板202边缘与钢管201管壁齐平)后先点焊固定；然后将封头钢板202与钢管201焊接。所使用的焊条应与钢管201、封头钢板202匹配，采用连续焊，焊接完成后用砂轮机磨去焊缝的凸出部分。

(二)幕墙深化设计：采用bim技术对曲面玻璃幕墙进行三维建模，确定骨架单元体尺寸；根据三维建模图纸和施工技术方案，结合现场复核实际偏差，在现场按1:1的比例放实样。

(三)测量放线：全程采用全站仪进行精确定位，对所有幕墙骨架立柱进行编号，设置独立坐标。以保证将幕墙骨架立柱安装误差控制在1mm以内，同时保证幕墙骨架整体造型符合幕墙设计要求。

(四)后置埋件安装：测量放线人员将后置埋件的位置用墨线弹在结构上，并以十字线标记化学螺栓中心点位，施工人员依点位钻孔，安装化学锚栓和埋件钢板。

(五)骨架单元体预制：

①搭设骨架单元体胎架：先用犀牛软件形成的建筑模型提取幕墙骨架，再将骨架节点三维坐标转化平置时的相对位置和标高。胎架采用普通脚手钢管在硬化的预拼场地(预拼场地设在施工现场，采用混凝土硬化并严格找平)上搭设，以扣件连接。胎架由立杆、横杆、剪刀撑组成，其中立杆设置在骨架节点位置，用于节点定位、标高控制及支撑骨架单元体；横杆、剪刀撑用于连接、加固架体，保证架体的稳定。胎架的精度控制主要是控制立杆的平面位置及标高。立杆中心应对准骨架节点中心。立杆顶标高对应骨架节点相对标高。立杆根据三维坐标进行截断和搭接加长。搭设过程中采用全站仪和电子经纬仪测量控制立杆的位置和标高。

②节点构件就位：分别在节点构件封头钢板202上和立杆钢管顶部侧面标记中心十字线和中心控制点；将节点构件安放在立杆顶部，节点构件下部封头钢板202的底面与胎架立杆顶部接触，使节点构件的中心十字线与立杆顶侧的中心控制点重合对正；拉线调整节点构件顶面坡度，在节点构件底部与立杆顶部的间隙(因节点构件带坡度，其与立杆顶部不可能完全接触，一侧会出现间隙)处塞垫木楔；经全站仪和水准仪复核位置、标高无误后，采用短钢管、扣件将节点构件与架体临时连接固定。

③幕墙骨架龙骨1安装：节点构件就位后，依次安装骨架单元体上的各幕墙骨架龙骨1。操作方法为：标记骨架单元体上各节点构件圆盘中点，在相邻节点构件中点间拉线，该连线即为幕墙骨架龙骨1的中轴线，连线与节点构件圆周的交点即为龙骨安装中点，在该点做出标记；各幕墙骨架龙骨1两端加工坡口，在幕墙骨架龙骨1端部标记横截面中点，将幕墙骨架龙骨1端面贴靠节点构件侧面，并将幕墙骨架龙骨1端部横截面中点与节点构件上的龙骨安装中点对正，先点焊固定，复核无误后再进行焊接。

(六)幕墙骨架现场安装：采用塔吊和倒链将预制好的各个骨架单元体吊装至建筑结构上设计位置，与建筑结构上的后置埋件连接固定。安装相邻骨架单元体之间的剩余幕墙骨架龙骨1，安装方法同以上“幕墙骨架龙骨安装”部分。

尽管上面结合附图对本发明的功能及工作过程进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。