一种装配式超高层艺术玻璃墙面固定系统的制作方法

1.本发明涉及室内装饰施工领域的固定装置，尤其涉及一种装配式超高层艺术玻璃墙面固定系统。


背景技术：

2.在室内装饰行业领域中，室内玻璃饰面做法有很多种，每种玻璃饰面都有它不同的使用功能及弊端，其中有干粘法、上下入槽法、玻璃打孔连接件固定法等。其中干沾法只有化学连接的方式进行固定，随着时间日久，胶水老化降低玻璃的安全及稳定性，玻璃打孔连接件固定则无法满足现代建筑室内装饰对美观的严格要求。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种装配式超高层艺术玻璃墙面固定系统，为了克服上述传统工艺施工的缺陷，具有缩短工期、可装配化施工、降本增效、满足抗震设防烈度及水平风荷载、恒载等结构安全、质量可靠的要求，且美观适用于室内超高艺术空间的特点。
4.一种装配式超高层电梯艺术玻璃墙面固定系统，其特征是：包括，一基层钢架体系，所述基层钢架体系包括第一部分构件：镀锌钢板、与所述镀锌钢板固定连接的镀锌角码；第二部分构件：竖龙骨合金型材、与所述竖龙骨合金型材固定连接的镀锌角码，该镀锌角码上设有定位孔；所述镀锌角码与横龙骨合金型材固定连接；所述第二部分的构件与第一部分构件通过镀锌角码相互固定连接，如通过对穿螺栓连接。
5.其次，所述横龙骨合金型材与固定在所述竖龙骨上的镀锌角码螺栓连接。主龙骨通过图上的螺栓与镀锌钢板进行连接、锁死。
6.所述镀锌钢板、镀锌角码通过膨胀螺丝固定在基础墙面上。
7.所述龙骨和玻璃是通过膨胀螺丝固定在电梯外的钢筋混凝土墙体上。
8.所述第一部分构件和第二部分构件相互成十字立体排布，具有极强的支撑作用和多变性组合后依然具有这样的支撑作用；
9.所述第一部分构件和第二部分构件相互成十字立体或斜十字的纵横或纵横错位的固定连接排布方式，以进一步提高电梯外墙玻璃墙的抗震效果。
10.所述第一部分构件和第二部分构件相互成十字立体交错排布的方式可位于玻璃墙面与地面的横向连接位置；也位于墙体连接玻璃墙面的竖向连接位置，也位于分割的艺术玻璃纵横走向连接面的位置；当这种连接结构镶嵌在不同色图的玻璃面之间，不仅保证了整体玻璃连接墙体面的稳固，还可以在随意变化选择艺术玻璃安装时的玻璃墙面的局部稳固和安全，同时也保证了安装和维修的便利。
11.优选地，所述合金型材为口型定制铝合金型材；所述固定连接方式为焊接或螺栓连接。
12.本发明还通过所述第一部分构件和第二部分构件相互成十字立体交错排布的方
式，可构建了多层电梯外墙玻璃墙面，如，首层大厅楼板面到三楼层高度的超高整体玻璃电梯外墙面，依然可可持续保持在电梯运行过程中外玻璃墙面的抗位移、抗震的效果。
13.所述第一部分构件和第二部分构件连接面还设有铝板，所述铝板为阳极氧化的浅香槟色铝板，不仅增强了支撑作用，还由于通过化学处理后呈现绚丽的色泽，极具观赏价值。
14.所述可分割艺术玻璃为黑色或彩色夹丝玻璃，如，5mm+1.52pvb+5mm的夹金属网波浪纹夹胶玻璃；与所述化学美术工艺处理的铝板配合，进一步提高了玻璃电梯外墙面的观赏性；
15.同时，玻璃可以根据需要选取不同厚度和规格的玻璃，如包括更厚的玻璃砖形结构，兼具艺术和支撑作用。
16.优选地，所述第一部分构件和第二部分构件之间、所述竖龙骨合金型材与横龙骨合金型材之间的、玻璃连接面之间、金属边框装饰条等位置可以设置暗藏灯带作为玻璃墙面的照明，由此更增加了玻璃墙面的艺术效果和观赏价值。
17.优选地，所述竖龙骨定制铝合金型材与连接件固定连接或为一体结构；所述连接件穿过艺术玻璃之间的孔槽并通过螺丝与金属盖片固定连接；所述金属盖片设有金属边框装饰条；
18.所述金属盖片的宽度大于艺术玻璃之间的孔槽。
19.所述金属盖片和连接件之间设有橡胶垫片。
20.所述竖龙骨合金型材和艺术玻璃之间设有橡胶垫片。
21.所述竖龙骨合金型材与连接件连接的边长大于艺术玻璃之间的孔槽。
22.优选地，所述本发明装配式超高层艺术玻璃墙面固定系统，通过地面完成线与地面固定连接；
23.优选地，所述艺术玻璃外设有玻璃竖向分割金属看线；
24.所述玻璃竖向分割金属看线外设有电梯门框看线，本发明装配式超高层艺术玻璃墙面固定系统及方法适用于建筑结构电梯外墙的装饰玻璃墙。
25.为了更好地进行现场施工，保证施工的要求，本发明还提供了一种装配式超高层艺术玻璃墙面固定系统的制作方法和安装方法，包括：提高了通过使用bim模型对方案进行前期模拟、方案、细节、及收口可视化。
26.从bim设计过程的资源、行为、交付三个基本维度，给出设计企业的实施标准的具体方法和实践内容。bim(建筑信息模型)不是简单的将数字信息进行集成，而是一种数字信息的应用，并可以用于设计、建造、管理的数字化方法。这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大量减少风险。
27.1.首先，通过现场测量放线对镀锌钢板进行定位安装，完成后进行拉拔试验，检测数值满足设计要求后，进行定竖龙骨定制铝合金型材安装，竖龙骨定制铝合金型材与镀锌钢板通过镀锌角码、对穿螺栓进行连接，直至竖龙骨定制铝合金型材垂直度和平整度满足规范要求。
28.2.待竖龙骨定制铝合金型材安装完成后，按照排版图在竖龙骨定制铝合金型材上画出横龙骨定制铝合金型材安装定位线，横向龙骨定制铝合金型材通过镀锌角码与竖龙骨定制铝合金型材进行连接。整体龙骨安装完成。
29.3.其次，按照排版图安装对应艺术玻璃，首层艺术玻璃安装时，用可调节升降器调节高度，按照从下往上顺序依次安装。在安装过程中为防止艺术玻璃外倾，在竖龙骨定制铝合金型材上每隔30cm固定金属盖片，在艺术玻璃和金属盖片中间增加橡胶垫片，防止金属盖片对艺术玻璃造成损坏；最后安装金属边框装饰条。
30.本发明固定系统通过上述技术方案，相比现有技术具有以下技术效果：
31.1.本发明以固定艺术玻璃的铝合金型材为基层，所述铝合金型材基层、金属边框、艺术玻璃通过四条边进入金属盖片与定制化铝合金型材形成的u形槽连接成装饰体系，由于玻璃上下入槽而玻璃的左右两侧不入槽的方式解决了玻璃的承重问题，所述金属铁片进行固定后形成一个拉力，保证玻璃不会侧翻位移。
32.2.所述龙骨基层为：定制铝合金型材、镀锌钢板、膨胀螺栓、镀锌角码、对穿螺栓。所述龙骨基层安装：通过焊接、膨胀螺栓、对穿螺栓栓接固定形成基层钢架体系。本发明上下玻璃之间设置横向镀锌矩形钢管龙骨，用来承担玻璃自重，横向龙骨两端通过埋件与主体结构相连；左右玻璃之间设置竖向龙骨，保证玻璃面外不倾倒，竖向龙骨两端与横向龙骨相连。
33.3.具有无需现场切割打孔，无噪音污染，具有缩短工期、可装配化施工、降本增效、集中一体化加工、满足抗震设防烈度及水平风荷载、恒载等结构安全、质量可靠的要求，且美观适用于室内超高空间的优点。
34.4.本发明连接形成结构体系，既满足了防火、抗震、降本增效、降低自重、超高层大空间的普遍实用性等众多优点，同时减少了项目施工工期、实际操作安全性高，且美观实用。具有安装简单，对艺术玻璃的安装安全性高，不容易受到破位和位移，且美观实用的优点，尤其适用于室内超高空间施工。
附图说明
35.图1为本发明首层大厅电梯外立面整体结构示意图
36.图2为本发明首层大堂电梯厅外玻璃墙面踢脚节点的竖剖结构示意图
37.图3为本发明大厅电梯厅外墙面基层材料横剖节点结构图之一
38.图4为本发明大厅电梯厅外墙面基层材料横剖节点结构图之二
39.图5为图3的局部放大图
40.图6为图2的a部定制铝合金型材连接结构放大示意图
41.图7为本发明大堂电梯厅外墙面夹胶玻璃墙结构方案的计算模型(sap2000)简要图
42.图8为本发明图7的附加恒荷载结构示意图
43.图9为本发明图7的附风荷载结构示意图
44.图10为本发明图7的附恒载标准组合下结构挠度图
45.图11为本发明图7的附风荷载wyp工况下侧移图
46.图12为本发明图7的附地震作用ex工况下侧移图
47.图13为本发明图7的附地震作用ey工况下侧移图
48.图14为本发明图7的附三维结构应力图
49.图15为本发明的视觉样板效果图
50.图中，1-镀锌钢板，2-膨胀螺栓，3-镀锌角码，4-龙骨定制铝合金型材，41-竖龙骨定制铝合金型材，42-横龙骨定制铝合金型材，5-对穿螺栓，6-橡胶垫片，7-金属盖片，8-艺术玻璃，9-金属边框装饰条，10-电梯外墙近，11-浅香槟色铝板，12-楼层，13-电梯外墙地面层， 14-暗藏灯带,15-玻璃竖向分割金属看线，16-电梯门框看线，17-地面完成线，18-墙面，19
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连接件，20-螺丝，21-斜十字龙骨。
51.具体施工方式
52.如图1-图15包括了本发明bim模型方案模拟图、基层钢架配件图图，结构设计方案效果验证附图。
53.其中，如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7；图2、图3、图4、图5、图6、图7 所示结构示意图，图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15所示的的计算模型 (sap2000)简要图和抗震效果验证图。本发明一种装配式超高层艺术玻璃墙面固定系统，包括铝合金型材4，所述铝合金型材4包括竖龙骨定制铝合金型材41、横龙骨定制铝合金型材 42。通过膨胀螺栓2连接墙面18的镀锌钢板1，通过镀锌角码3，对穿螺栓5连接的竖龙骨定制铝合金型材42，连接件19通过螺丝20金属盖片7连接。橡胶垫片6具有保护作用，金属盖片7将金属边框装饰条9与艺术玻璃8进行安装组合构成了多层楼板面包括13电梯外墙地面层、电梯外墙近地面层，浅香槟色铝板11和楼层12和龙骨构成纵横交错连接方式的多层电梯外玻璃墙面，暗藏灯带14和浅香槟色铝板11增加了艺术效果,玻璃竖向分割金属看线15，电梯门框看线16，地面完成线17为了安装施工规范效果的需要而设置。
54.所述第一部分构件和第二部分构件相互成十字立体或斜十字龙骨21的纵横或纵横错位的固定连接排布方式，以进一步提高电梯外墙玻璃墙的抗震效果。
55.安装方法：安装预埋件；安装竖向龙骨；安装横向龙骨；安装玻璃及压条；安装不锈钢。安装黑色夹丝玻璃；具体，将镀锌钢板1、镀锌角码3、膨胀螺栓2、定制铝合金型材4进行切割、打孔组合成2个部分构件；根据竖龙骨间距，再加工区切割好的横龙骨定制铝合金型材42，根据图纸进行现场构件组合固定。
56.本实施例一种装配式超高层艺术玻璃墙面固定系统中，为了验证该固定系统对超高层艺术玻璃墙面的固定受力和抗风险能力，进行了大量的数据采集和现场试验，优化满足抗震设防烈度及水平风荷载、恒载等结构安全、质量可靠的要求，同时兼顾缩短工期、可装配化施工、降本增效，且不影响美观的室内超高艺术空间要求。
57.本发明对超高艺术玻璃基层结构系统设计参数经反复试验，确定优选的设计标准和参数组合作为本发明超高艺术玻璃基层结构体系设计依据，并作为测试后的技术效果。
58.超高艺术玻璃基层结构体系设计依据，如图7-图14和以下文所述。
59.1.1设计规范、标准及规定
60.(1)国家标准
[0061][0062]
(2)地方标准
[0063]
dgj08-9-2013上海市建筑抗震设计规程
[0064]
1.2设计依据
[0065]
(1)建设方提供的本工程设计任务书
[0066]
(2)建筑、装饰专业提供的设计图纸及其他专业提供的有关资料。
[0067]
2设计条件和参数
[0068]
2.1结构基本设计参数
[0069]
设计基本参数见表1。
[0070]
表1设计基本参数表
[0071]
项目设计选择建筑结构的安全等级二级地基基础设计等级
‑‑
结构设计使用年限50年结构设计基准期50年结构重要性系数1.0抗震设防类别标准设防类(丙类)抗震设防烈度7度地震加速度0.10g设计地震分组第三组水平地震影响系数最大值多遇0.08，罕遇0.28场地土类别iv类地基土液化等级/特征周期tg＝0.90s(小、中震)结构阻尼比主钢结构多遇地震0.02基本雪压(50年一遇)
‑‑
基本风压(50年一遇)w0＝0.55kn/
㎡
地面粗糙度c类
风荷载体形系数
‑‑
人防抗力等级/
±
0.000＝绝对标高
‑‑
抗震等级钢框架四级混凝土结构的环境类别室内：二a类钢结构的环境类别室内：微腐蚀环境
[0072]
2.2重力荷载
[0073]
2.2.1恒载
[0074]
结构构件自重根据结构尺寸在程序中自动考虑确定。
[0075]
混凝土重力密度：25.0kn/m3[0076]
钢材重力密度：78.5kn/m3[0077]
恒载工况代码为dl＝(sw+ds1)。
[0078]
其中sw为自重，ds1为玻璃墙自重
[0079]
(1)墙体采用如下材料：
[0080]
1)深色夹胶玻璃(gl-101)
[0081]
重力密度：26.0kn/m3[0082]
2.3风荷载
[0083]
本工程为室内墙结构，按荷载规范8.3.5条，建筑物内部压力的局部体形系数μsl，对于封闭式建筑物，按其外表面风压的正负情况取-0.2或+0.2。按荷载规范基本风压ω0按50 年重现期取0.55kn/m2，地面粗糙度类别为c类。按照5m高度计算风荷载，其阵风系数β gz＝2.05，高度变化系数μz＝0.65。
[0084]
综上所述：风荷载标准值ωk＝(
±
0.2)
×
0.55
×
2.05
×
0.65＝
±
0.15kn/m2[0085]
计算分析中考虑1个风荷载工况如下：
[0086][0087]
2.4地震作用
[0088]
(1)多遇地震(小震)
[0089]
本项目位于上海市，按照gb50223《建筑工程抗震设防分类标准》之7.3.5条，本工程抗震设防类别为丙类建筑，标准设防，抗震设防烈度按7度考虑。
[0090]
地震工况组合如下：
[0091][0092]
(2)设防地震(中震)和罕遇地震(大震)
[0093]
按抗震规范确定中震和大震设计参数。
[0094]
2.5荷载效应组合
[0095]
按照《建筑结构荷载规范》、《钢结构设计标准》相关规定进行考虑恒荷载、活荷载、风荷载、地震作用的荷载效应组合。
[0096]
3.结构设计方案
[0097]
3.1大堂电梯厅外墙面夹胶玻璃墙结构方案
[0098]
大堂电梯厅外墙面采用深色夹胶玻璃，每块玻璃尺寸分割详见装饰立面。上下玻璃之间设置横向镀锌矩形钢管龙骨，用来承担玻璃自重，横向龙骨两端通过埋件与主体结构相连；左右玻璃之间设置竖向龙骨，保证玻璃面外不倾倒，竖向龙骨两端与横向龙骨相连。
[0099]
主体结构计算分析，如图7所示。
[0100]
本工程结构分析采用空间有限元软件sap2000(v21.1.0版)。
[0101]
计算中考虑了竖向荷载和水平荷载，竖向荷载包括结构自重、附加恒载，水平荷载工况包含地震作用和风荷载。对于小震的水平地震考虑双向地震以及偶然偏心影响；抗震计算采用振型分解反应谱法。
[0102]
3.2大堂电梯厅外玻璃墙结构
[0103]
3.2.1计算模型
[0104]
计算模型(sap2000)简要图示如图7所示。
[0105]
3.2.2结构介绍模型荷载和作用
[0106]
(1)附加恒荷载，如图8所示：根据图纸资料，建立受力分析的几何模型。
[0107]
(2)风荷载，如图9所示：根据图纸面板材质及几何厚度，计算重力线荷载标准值，施加到分析模型上。
[0108]
3.3.3结构动力特性分析结果
[0109]
(1)挠度，如图10所示恒载标准组合下结构挠度图：说明跨中最大挠度为1.4mm，l/1214 满足规范要求。根据《建筑结构荷载规范》维护结构风荷载公式及图纸分格情况，计算得风荷载标准值，施加到分析模型上。
[0110]
(2)风荷载下变形，如图11所示风荷载wyp工况下侧移图：说明重力荷载标准值工况下挠度分析结果，最大变形为1.4mm，满足刚度设计要求。
[0111]
(3)地震作用下变形，如图12地震作用ex工况下侧移图：风荷载标准值工况下挠度分析结果，最大变形为2.999mm，满足刚度设计要求。图13地震作用ey工况下侧移图：说明地震作用工况下挠度分析结果，最大变形小于1mm，满足刚度设计要求。。
[0112]
(4)分析及承载力验算结果
[0113]
大堂电梯厅外墙面结构构件截面验算由sap2000完成，验算结果摘录如图14所示三维结构应力图：说明自重、风荷载、地震作用组合设计工况下，结构最大应力比均小于1，强度规范设计要求。
[0114]
结论
[0115]
由以上分析可知，大堂超高艺术玻璃墙面结构均满足抗震设防烈度及水平风荷载、恒载等结构安全的合理功能。
[0116]
本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：
[0117]
1.1如何装配化施工
[0118]
1.方案模拟：首先根据与厂家联动探讨可行性实施方案，并对方案进行建模进行
三维模拟，最终确定用定制铝型材代替原钢架基层，根据工艺节点来看，既保证了结构的安全稳固、收口美观精致。
[0119]
2.本项目基层采用装配化、无线化施工，电焊、切割等施工均在现场集中加工区内制作成构件后现场拼装而成。首先，将基层钢架体系进行构件分解。第一部分构件为镀锌钢板1 与镀锌角码3进行栓接或焊接，在现场完成定位以后根据规范间距进行现场安装，第二部分构件为竖龙骨定制铝合金型材42与打好孔、定好位的镀锌角码3焊接或者螺栓连接，该镀锌角码3与横龙骨定制铝合金型材42进行螺栓连接第二部分的构件与第一部分构件的镀锌角码 3进行螺栓连接。其次，再将切割好的定制铝合金型材(4)与已经于竖龙骨上定好位的镀锌角码3螺栓连接既可，如图4、图5龙骨基层连接细节图，至此，此工艺基层龙骨体系装配化安装完成。
[0120]
安装时，为了达到本发明具有抗震抗位移并兼具艺术技术效果，设计以下步骤：首先通过现场测量放线对镀锌钢板1进行定位安装，完成后进行拉拔试验，检测数值满足设计要求后进行定竖龙骨定制铝合金型材42安装，竖龙骨定制铝合金型材42与镀锌钢板1通过镀锌角码3、对穿螺栓5进行连接，直至竖龙骨定制铝合金型材4垂直度和平整度满足规范要求。待竖龙骨定制铝合金型材4安装完成后，按照排版图在竖龙骨定制铝合金型材4上画出横龙骨定制铝合金型材4安装定位线，横向龙骨定制铝合金型材4通过镀锌角码3与竖龙骨定制铝合金型材4进行连接。整体龙骨安装完成。
[0121]
其次按照排版图安装对应艺术玻璃8，首层艺术玻璃8安装时用可调节升降器调节高度，按照从下往上顺序依次安装。在安装过程中为防止艺术玻璃8外倾，在竖龙骨定制铝合金型材4上每隔30cm固定金属盖片7，在艺术玻璃8和金属盖片7中间增加橡胶垫片6，防止金属盖片7对艺术玻璃8造成损坏。最后安装金属边框9装饰条，保证安装牢固与顺直。
[0122]
应用实例
[0123]
工程名称：瑞虹新城十号地块室内精装修工程
[0124]
项目简介：瑞虹新城十号地块项目旨打造成一个体现中高端商务办公特性、具有现代、创新意识的开放、生态的城市综合体项目。
[0125]
该工程大堂净高为10.5m，电梯厅外墙面均采用黑色夹丝玻璃和镜面不锈钢线条的搭配。为了能满足设计的效果同时安全可靠，缩短施工工期，本项目采用“幕墙玻璃内装法”施工，采用定制铝型材作用基层龙骨，使整体装饰效果得到保证，较好的解决了超高玻璃安装的难题。
[0126]
本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。