一种玻璃-双曲面穿孔铝板复合幕墙施工方法及复合幕墙与流程

1.本发明涉及建筑工程技术领域，尤其是涉及一种玻璃-双曲面穿孔铝板复合幕墙施工方法及复合幕墙。


背景技术：

2.随着社会的发展，人们对建筑造型的个性、辨识度要求日益提高，建筑造型越来越现代化、时尚化。
3.现有技术中，幕墙外观日新月异，穿孔铝板幕墙、双层穿孔铝板幕墙、单曲穿孔铝板幕墙的应用已逐渐趋于成熟。然而，上述技术方案中，对于双层双曲穿孔铝板幕墙的应用较少，且现有的幕墙施工技术过于单一，无论是双层幕墙施工，还是异形曲面幕墙施工，均没有应用3d 激光扫描的逆向建模定位和bim可视化等技术进行可视化模拟下料，且现有传统幕墙存在施工方法工艺复杂繁琐、施工精度难以保障、复杂有限环境下施工困难等弊端，因此亟需一种新型的复合幕墙施工方法。


技术实现要素：

4.为了解决建筑幕墙放线定位难度大、双曲弧形龙骨多角度连接困难额问题，本发明提供一种玻璃-双曲面穿孔铝板复合幕墙施工方法及复合幕墙。
5.第一方面，本发明提供一种玻璃-双曲面穿孔铝板复合幕墙施工方法，采用如下的技术方案：一种玻璃-双曲面穿孔铝板复合幕墙施工方法，包括：通过bim构建复合幕墙bim模型，模拟复合幕墙组件的可视化下料过程；根据构建的复合幕墙bim模型，对复合幕墙组件进行有限元受力模拟分析，得到复合幕墙bim参数；通过3d激光扫描获取复合幕墙组件的3d几何模型，进而得到复合幕墙组件的精准定位；利用复合幕墙bim模型的原点构建bim坐标系统，将bim坐标系统与3d几何模型相结合进行安装复合幕墙，得到复合幕墙的安装精度；通过将安装精度和复合幕墙bim参数相比较得到安装误差；通过控制安装误差，实现复合幕墙的精准安装。
6.通过上述技术方案，利用3d激光扫描的建模定位技术，获取高精度的三维几何模型，实现了龙骨弯弧、双曲面穿孔铝板弧度以及大曲率穿孔铝板反曲造型等的精准定位，简化传统放线繁琐步骤，提高现场施工效率。
7.优选的，所述复合幕墙组件包括玻璃幕墙、连接件、钢结构龙骨、斜向龙骨、双曲面穿孔铝板和大曲率双曲面穿孔铝板吊顶。
8.优选的，所述通过bim构建复合幕墙bim模型，包括基于revit平台，创建复合幕墙的参数化加工模型。
9.优选的，所述通过3d激光扫描获取复合幕墙组件的3d几何模型，包括通过 3d激光扫描仪对复合幕墙组件进行3d激光扫描，获取激光点云模型，再通过 geomagic点云处理生成高精度的3d几何模型。
10.优选的，所述将bim坐标系统与3d几何模型相结合进行安装复合幕墙，包括采用双层多跨钢管方式安装钢结构龙骨。
11.优选的，所述将bim坐标系统与3d几何模型相结合进行安装复合幕墙，还包括在内侧安装玻璃幕墙，外侧安装双曲面穿孔铝板。
12.优选的，所述将bim坐标系统与3d几何模型相结合进行安装复合幕墙，还包括在复合幕墙的转角和超高跨度位置采用转角钢龙骨斜拉支撑。
13.优选的，所述将bim坐标系统与3d几何模型相结合进行安装复合幕墙，还包括通过放线机器人，根据复合幕墙bim模型确定每块双曲面穿孔铝板的弧度，并进行编号，根据编号安装施工。
14.第二方面，本发明提供一种玻璃-双曲面穿孔铝板复合幕墙，采用如下的技术方案：一种玻璃-双曲面穿孔铝板复合幕墙，包括：玻璃幕墙、连接件、钢结构龙骨、斜向龙骨、双曲面穿孔铝板和大曲率双曲面穿孔铝板吊顶。
15.优选的，所述玻璃幕墙设置在复合幕墙内侧，所述双曲面穿孔铝板设置在复合幕墙外侧。
16.综上所述，本发明具有如下的有益技术效果：本发明的技术方案，通过bim技术对幕墙深化设计，对双曲面穿孔铝板、钢结构龙骨、斜向龙骨、连接件、双曲面穿孔铝板吊顶等进行可视化下料，并进行材料优化，为材料的加工安装节省时间和经济成本；本发明采用的连接件，避免了内侧幕墙和外侧穿孔板幕墙预埋件、龙骨相互干涉，为配合外幕墙实现曲面造型，幕墙龙骨要做相应的弯曲调整，以适应角度不断变换的穿孔铝板。因此采用了一种全新的龙骨连接件，可以进行360
°
旋转，既能满足同一连接件在不同位置、不同方向、不同角度龙骨的连接，又能实现标准化加工生产。
附图说明
17.图1是本发明实施例1的一种玻璃-双曲面穿孔铝板复合幕墙施工方法流程示意图；图2是本发明实施例1的双层多跨钢管的结构示意图；图3是本发明实施例1的玻璃-双曲面穿孔铝板复合幕墙的剖面图；图4是本发明实施例1的连接件的结构示意图。
18.其中，1、玻璃幕墙；2、双曲面穿孔铝板；3、钢结构龙骨；4、连接件。
具体实施方式
19.以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
20.实施例1
参照图1，本实施例的一种玻璃-双曲面穿孔铝板复合幕墙施工方法，包括：通过bim构建复合幕墙bim模型，模拟复合幕墙组件的可视化下料过程； 根据构建的复合幕墙bim模型，对复合幕墙组件进行有限元受力模拟分析，得到复合幕墙bim参数；通过3d激光扫描获取复合幕墙组件的3d几何模型，进而得到复合幕墙组件的精准定位；利用复合幕墙bim模型的原点构建bim坐标系统，将bim坐标系统与3d几何模型相结合进行安装复合幕墙，得到复合幕墙的安装精度；通过将安装精度和复合幕墙bim参数相比较得到安装误差；通过控制安装误差，实现复合幕墙的精准安装。复合幕墙组件包括玻璃幕墙1、连接件4、钢结构龙骨3、斜向龙骨、双曲面穿孔铝板2和大曲率双曲面穿孔铝板2吊顶。
21.具体包括：（1）在实体结构的基础上进行三维复合幕墙深化设计，实现幕墙设计的可视化操作，通过对边角等部位的深化设计有利于提料的一次性，避免“二次测量、二次提料、二次施工”，提高设计及施工效率，缩短工期。
22.基于复合幕墙bim模型指导生成构件加工图：基于revit平台，创建“参数化加工模型”，模型中的构件深度等级达到高级，己经可以达到加工图深度。由于在revit平台上采用的参数化“从无到有”的驱动出建筑轮廓乃至幕墙构件。
23.bim建模，通过犀牛参数进行可视化提料：材料提前下单，对加工厂家进行加工交底，确保加工精度，每根加工钢结构龙骨3、斜向龙骨上面制作编号，方便下道工序进行，bim参数化穿孔板提料。对于表面为双曲面造型的穿孔铝板，参数化提取每个板块的翘曲值，分析翘曲参数，采用平板拟合优化曲面板块，调整划分单元板块，保证非曲面平板占比达80%，参数化提取面板加工图，自动生成包含数量、加工图号、面积等参数的面板提料单明细表，简化了提料的难度，提高了工作效率。
24.（2）为保障双曲穿孔铝板幕墙龙骨受力的可靠性，深化设计思路，在实体施工前采用有限元软件对双层幕墙体系弯曲斜龙骨进行模拟受力分析，提高受力模拟与现场实际受力状况项的吻合度，直观感受结构的受力状况，保障工程结构的可靠性，同时根据bim模型进行定位放线，确定每一根钢结构龙骨3、斜向龙骨的弯弧半径和长度尺寸并进行编号，在加工厂根据编号图对型材进行数字化拉弯、焊接加工，最终实现精准拼装焊接。
25.（3）为了实现玻璃幕墙1、连接件4、钢结构龙骨3、斜向龙骨、双曲面穿孔铝板2、大曲率双曲面穿孔铝板2吊顶安装的精准定位和精确施工，采用3d激光扫描的逆向建模定位技术，即通过 3d激光扫描仪对上述材料进行三维激光扫描，获取激光点云模型，再通过 geomagic点云处理生成高精度的构件3d几何模型，实现了构件的精准定位测量。利用放线机器人根据bim模型中的原点（0,0,0）点,将bim坐标系统与3d几何模型、施工现场结合一致。对现场钢龙骨进行扫描，提取数据分析球点高度，结合节点计算出现场曲面点到面层的最小距离，调整面层标高，从而达到整体吊顶的安装精度，经数据反馈与bim参数比较，误差控制在2mm以内。
26.（4）连接件4、钢结构龙骨3、斜向龙骨的连接
①
关于钢结构龙骨3与主体结构的连接，采用双层多跨钢管的连接方式，这样受力模式和安全稳定性更好，因为龙骨都是双曲和变形，为保证不同角度龙骨的连接件4安装，以及降低构件安装加工难度，采用新型多角度龙骨连接件4。
27.②
本实施例的复合幕墙是双层幕墙，内侧是玻璃幕墙1，外侧是穿孔板幕墙，采用
预埋件，在设计阶段，先一比一建模，进行预埋件模拟排版，有效躲避开玻璃幕墙1龙骨和穿孔板的连接件4、龙骨干涉的问题，参照图2和图3。
28.③
关于双层幕墙的连接件4干涉问题的解决，首先是建模，连接件4主要由槽钢连接件4、转接圆盘、圆管连接件4、加强肋板、预埋件组成。通过模型发现连接件4的相互关系，将预埋件均匀分配，同时合并连接件4的种类，考虑到穿孔铝板龙骨为倾斜龙骨，同时带有一定角度，前期通过有限元结构受力验算，使连接件4受力符合要求。最后为了保证双曲穿孔铝板及龙骨的弯弧造型，采用圆管连接件4转接圆盘进行调整，转接圆盘可360
°
旋转以适应不同角度的龙骨，当旋转圆盘使槽钢与龙骨契合并连接后，点焊圆盘使之固定，而后满焊，使连接件4与龙骨之间牢固连接。局部存在的安装偏差，通过槽钢连接件4的长条孔调节，很好的解决了连接件4不同角度和不同长度的问题，同时也规避了双层幕墙的干涉，参照图4。
29.④
本发明存在外挑穿孔板，每层悬挑不一样，因此在转角和超高跨度的位置，采用斜拉支撑，来确定结构的安全和稳定性。在转角位置风压和荷载都是最大的，对龙骨进行加强计算和转角连接件4进行加强处理。
30.⑤
所有龙骨转接及干涉问题解决后，根据bim模型中不同龙骨编号，对应位置、对应尺寸造型进行连接件4、钢龙骨、斜向龙骨焊接安装。
31.（5）双曲面穿孔铝板2吊顶模块化拼装
①
采用bim技术对双曲面穿孔铝板2及大曲率穿孔铝板进行单元划分，双曲面穿孔铝板2根据bim模型，确定每块板不同弧度，并进行编号，现场根据双曲穿孔铝板编号进行安装施工。
32.②
本专利为实现大曲率双曲面穿孔铝板2吊顶造型以及曲率的变化，首先采用放线机器人确定穿孔铝板吊顶龙骨位置、尺寸、形状、弯弧等，以确保穿孔铝板能呈现出不断变化的曲率造型。然后为实现此效果、方便施工，bim模型对每块双曲面穿孔铝板2编号，并确定其不同弯曲弧度。而后模拟不同组合方式，将穿孔铝板单体组合成模块化的拼装单元，最后拼装单元在地面拼装，分单元进行吊装，从而到达了安装的精度要求及施工效率。
33.③
采用模块化拼装安装方法，将组装好的单元板块吊装就位，操作人员在吊顶上方进行固定连接，实现了双曲面穿孔铝板2的高效吊装，精准安装。
34.实施例2.本实施例提供一种玻璃-双曲面穿孔铝板2复合幕墙，包括玻璃幕墙1、连接件4、钢结构龙骨3、斜向龙骨、双曲面穿孔铝板2和大曲率双曲面穿孔铝板2吊顶。玻璃幕墙1设置在复合幕墙内侧，所述双曲面穿孔铝板2设置在复合幕墙外侧。
35.以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。