新球形隐框玻璃幕墙的设计与施工

　　 一前言
　　网架的设计在现今建筑设计中应用十分广泛，造型各异，形式多种多样，施工起来比较方便，本文将隐框幕墙与球形网架结合在一起形成了球形采光顶，在设计和施工中积累一点经验介绍给大家，愿和广大幕墙设计人员共同分享，如有不当之处，也请提出宝贵意见，共同切磋。

　　二网架的特点：
　　球形采光顶工程主体结构多为双层球形网架，内层为球形网架，外层为装饰用网架（因该网架不承受外荷载作用，本文将不详细介绍）。内层球形网架的分格形式将决定外装饰面的分格形式，影响到工程的整体效果。如欲使工程设计简单可行，网架应具备以下2点要求：
　　1球形网架的分格
　　球形网架各杆件的分布应为有规律的三角形，且各杆件长度差较小。幕墙板块的分格等同于网架分格，使幕墙板块也为三角形，根据三点确定一个平面这一几何公理，幕墙板块均可制成平面板块，这样可以避开幕墙铝龙骨、玻璃板块拉弯处理的繁琐工序，同时也降低了工程造价。网架杆件长度差较小，可以使在同一节点上的杆件之间的夹角趋于相等，便于今后的安装。各个网架杆件与整体球的弦切角接近，可以方便控制幕墙铝龙骨与圆形托板之间的距离。以图一所示工程为例，经过在计算机CAD环境下放样得出，当幕墙铝龙骨汇交点距离网架节点球心H=298mm时，最长的幕墙铝龙骨（1940mm）与托板间距离为5.3mm,最短的幕墙铝龙骨（1218mm）与托板间距离为3.3mm。满足《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96安装要求。
　　2网架节点应采用螺栓球连接
　　网架节点多见为焊接空心球节点和螺栓球节点，根据工程的实践经验，如果以网架作为幕墙的主体结构应首选螺栓球节点形式的网架。
　　首先，网架的螺栓球节点由钢球、螺栓、杆件三者依次连接，网架节点钢球、杆件均在车间加工，提高了现场的安装精度。工程的实际尺寸与理论分格尺寸相差较小。再由于球形网架自身的特点，每一层为封闭圆圈，整体为封闭形体，任何一点错误，那怕是与杆件连接的螺栓没拧到位这样的失误，也会使最后安装的那根杆件难于安装。球形网架的精确安装，为幕墙铝龙骨长度地确定提供了可靠的理论基础。
　　其次，钢球在加工时有一个基准孔，在该孔连接一托板，可以作为幕墙铝龙骨生根的基础。该托板仿佛幕墙工程中的预埋件，方便了幕墙与主体结构的连接。

　　三幕墙与网架的连接
　　依靠网架节点钢球上的圆形托板为基础，焊接连接钢板，连接钢板与幕墙铝龙骨插芯用螺栓连接，插芯与铝龙骨一端滑动连接，一端固定连接，实现网架与幕墙之间的连接体系。连接钢板、插芯、铝龙骨在车间内按配做尺寸加工、组装。
　　现场在滑动端按实际情况配切，这样不但可以提高工作效率，而且现场安装、调整灵活可靠，室内效果不受到影响。
　　为了保证安装顺畅进行，托板的设计应注意以下两点：
　　1.托板形状：
　　托板形状易设计成圆形。在网架某一节点处的各杆件长度、相邻杆件夹角、杆件数量均不统一，设计成圆形托板可以使结构更容易安装。若设计成五角形、六角形、七角形时，托板的各角不相等，设计时不仅每一层的托板要统一编号，而且还要注明安装正方向，以此来保证托板的正确安装位置，这样会给设计、施工带来重重困难。故工程中选用圆形托板为佳。
　　2.托板的半径R
　　R的大小应根据杆件最密处节进行设计，图一中第六层为七杆汇交，R的尺寸应保证铝龙骨安装完成后，连接钢板在托板内垂直方向不外露。如果在幕墙铝龙骨之间用铝单板做适当的封边，再用灰色密封胶添隙，不但可以美化室内效果，还可以提高玻璃幕墙的抗雨水渗漏性能和空气渗透性能。

　　四施工、安装
　　球形隐框玻璃幕墙的施工、安装和普通玻璃幕墙的安装工序是相同的，不同的是球形网架作为一个独立体存在，网架节点具有相对独立的空间位置，没有定位轴线。设计时通过计算机CAD的等比例放样，可以发现网架节点、杆件与幕墙铝龙骨的相对位置关系，可知幕墙铝龙骨外表面中心线均交于一点，该点位于网架整体球心和网架节点球心连线的延长线上。如果以该点为基点进行施工放线，即可正确安装幕墙铝龙骨。因为该点是建立在每个网架节点球基础上产生的，只要组成网架的节点、杆件能按设计要求组成球体，就说明各个节点误差的代数和为零。每支幕墙铝龙骨安装过程中均会产生一定的误差，如能保证安装幕墙的每一支铝龙骨与网架的相对位置不变化，安装中产生的误差就会闭合为零，就可以按设计进行安装。另外幕墙面材（玻璃或金属板）与附框结合为统一板块，与铝龙骨之间可灵活拆卸，并且由于外层网架的存在，幕墙板块实现随意安装。