蜂窝铝板幕墙安装铝合金母子扣挂件施工工法.docx
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蜂窝铝板幕墙安装铝合金母子扣挂件施工工法
蜂窝铝板幕墙安装铝合金母子扣挂件施工工法
1.前言
在传统的建筑幕墙行业中，金属幕墙通常采用机械连接，由于热胀冷缩及风压大等因素，板材易产生变形。
为解决传统金属幕墙质量通病，河北建设集团有限公司联合幕墙生产厂家，以铝板的连接紧固工艺为研究课题，展开了科技攻关，经过二次深化设计，不断地试验、试制，从而确定具体的构造、节点和结构形式，形成了一套铝板幕墙安装铝合金挂件施工技术。
该技术率先在邢台学院体育馆外装饰工程中的成功应用，技术安全可靠。
鄂尔多斯市体育中心游泳馆工程，幕墙采用新颖的U形蜂窝铝板装饰条，尚无总结成型的技术。
结合在邢台学院体育馆形成的幕墙铝合金挂件施工技术和经验，在鄂尔多斯市体育中心游泳馆幕墙工程和河北大学图书馆外装修工程的实践、推广应用中，经过进一步提炼总结、创新，最终形成蜂窝铝板幕墙安装铝合金母子扣挂件施工工法。
根据科技查新报告，这一技术目前国内外未见相同报道。
《一种铝板安装件》（ZL201420031493.0）已获授权国家实用新型专利。
该工法也通过河北省建设厅科技成果鉴定，达到国际先进水平。
具有良好的推广前景。
2.特点
2.1本工法采用新型的U形蜂窝铝板幕墙装饰条和铝合金母子扣挂件，工艺先进新颖。
蜂窝铝板和母子扣挂件强度高，不易变形，耐腐蚀性强。
2.2可适应微量“伸缩滑移”的母子扣挂件，满足因温差及外力引起的伸缩变形。
保证了外墙挂板的安全要求，有效的解决了机械连接易产生的质量通病。
2.3U型蜂窝铝板幕墙装饰条与铝合金母子扣挂件在工厂加工，配合应用，模块化安装，方便快捷，施工效率高，缩短总工期，降低总成本投入。
2.4外观无接驳口，无螺丝孔，建筑物外观完整。
无需化学胶嵌缝，避免污染与老化问题，环保节能，便于更换和保养维护。
3.适用范围
本工法应用于建筑金属幕墙装饰工程，对类似幕墙的施工提供了思路和经验。
出色的抗变形性能，适用于风大、温差大地区、外装饰墙无防水要求的各种场馆、航站楼、会展中心、商场等大型公共建筑的金属幕墙装饰工程。
4.工艺原理
4.1蜂窝铝板和母子扣挂件，在工厂加工成型，铝板两侧固定安装边以辊压成型方式加工为折边板。
铝合金母扣、子扣与蜂窝铝板的两侧安装折边凹槽咬合连接，避免了采用传统的螺栓式机械连接。
图：
4.1-1“咬合”连接节点
4.2在子扣与蜂窝铝板折边凹槽之间设计了胶条，既解决了板面因受力不均而出现的挠曲变形，还起到止滑作用，胶条与母子扣共同把由蜂窝铝板传来的荷载传递给龙骨系统。
4.3“浮动式”的咬合连接，使铝板与龙骨间有微量的“伸缩滑移”，可适应由于热胀冷缩及风压大等的各种变形要求，避免板材表面出现凸凹现象。
既保证整体平整度及刚度，又提高了外饰效果，解决了机械连接易产生变形等质量通病。
4.4每块铝板装饰条中部采用一对固定连接节点，此处板辊压边加深定制，不装胶条，使铝板与母子扣紧密咬合，不可滑移，保证此块铝板的连接强度。
其余节点采用“浮动式”连接。
这样既保证了连接强度，又能适应微量的变形要求。
图：
4.4-1滑移连接节点图：
4.4-2固定连接节点
5.工艺流程及操作要点
5.1工艺流程：
蜂窝铝板幕墙安装前准备工作→蜂窝铝板母子扣挂件预装→蜂窝铝板安装→调整及质量检查→穿孔板安装→竣工验收
5.2操作要点
5.2.1蜂窝铝板幕墙安装前准备工作
1、安装预埋件
预埋件根据图纸尺寸加工。
在主体混凝土浇筑前，按照图纸位置准确安装预埋件。
为防止预埋件产生位移，将预埋件与钢筋可靠连接。
在幕墙工程施工前，检查预埋件数量、位置。
对预埋位置有偏差的预埋件，采用后置埋件补充，并做抗拔实验。
按照规范要求检查合格后方可进行龙骨施工。
2、测量放线及复测
1）施工图纸深化设计。
图纸深化前，测量员配合设计师进行现场复核斜筒尺寸，根据斜筒的检查结果，发现的问题及时解决。
2）按照设计图纸确定幕墙安装基准线以及分格线。
3）定位放线后要对控制线进行校核复测，以确保主次龙骨位置精确。
4）根据主体结构和预埋件偏差程度，对幕墙分格进行调整，力求将预埋件的偏差在各分格内调整，避免累计。
3、龙骨加工、安装
1）本工程按照设计要求选用国产优质Q235B。
钢件必须作防腐处理，不可见部位的钢材均应按钢结构防腐要求进行表面处理，符合国家标准。
龙骨选材及加工尺寸偏差不得大于规范允许偏差范围。
2）主龙骨的安装：
先将立柱与钢连接件连接，然后再把钢连接件与主体结构预埋件连接，立柱与主体结构连接之间具有一定的适应位移能力。
分区立柱预装初步定位后，用激光经纬仪进行垂直度检测，并进行校正和紧固。
幕墙纵向变形缝留置在上下两根立柱接口处，上下两根立柱之间采用与立柱紧密配合的芯柱连接。
调整完毕后将连接件与预埋件焊接牢固并做有效的防腐处理。
3）次龙骨的安装：
将次龙骨固定在主龙骨上，调整相邻两根次龙骨的竖向距离，以确保蜂窝铝板的受力符合设计要求以及次龙骨安装水平度、垂直度（垂直±2mm\平整±3mm）。
次龙骨安装应自下而上进行，当安装完一层高度时，要及时进行检查、校正，合格后及时固定。
次龙骨安装的允许偏差应符合规范及质量检验标准的要求。
安装完毕后需进行隐蔽工程验收。
4、保温施工及验收
幕墙龙骨安装完毕后报验进行隐蔽验收，隐蔽验收合格后进行保温层施工。
核心筒铝板幕墙内保温材料按照设计相关要求施工。
保温层施工挖成后进行验收，合格后进行下一步工序。
5.2.2蜂窝铝板母子扣挂件预装:
图：
5.2.1-1龙骨及保温验收合格
1、在地面工作台上，将铝合金母子扣挂件根据现场测量值及深化图，定距预装在蜂窝铝板两侧安装边上，使母扣、子扣与U形蜂窝铝板两侧安装边凹槽咬合（此时母子扣处于非紧固状态）。
图：
5.2.2-1铝板安装折边图：
5.2.2-2实际安装节点
2、蜂窝铝板装饰条的固定方式对安装质量起着决定性作用。
蜂窝铝板各个固定点的受力不均会导致板材变形从而影响装饰效果，所以蜂窝铝板装饰条的固定方式为：
定距压紧安装。
每个蜂窝铝板装饰条长6000mm,在其两侧安装边上每隔750mm定距安装一对母子扣挂件，使其受力均匀，幕墙板材表面的平整度与稳定性得以保障。
每块U型蜂窝铝板装饰条中部的固定连接节点，不可滑移。
其余采用“浮动式”连接节点，适应微量的“伸缩滑移”的变形要求。
图：
5.2.2-3蜂窝铝板装饰条图：
5.2.2-4一对固定连接节点
5.2.3蜂窝铝板安装:
1、把预装好挂件的蜂窝铝板装饰条运至安装工作面上，安装蜂窝铝板。
用机制螺钉将铝合金安装母扣定距拧在次龙骨上。
2、蜂窝铝板装饰条按照自下而上的顺序安装。
上下两个蜂窝铝板装饰条之间的接缝采用加长型铝合金母子扣，使加长型母子扣挂件同时咬合住上部蜂窝铝板装饰条的下端口和下部蜂窝铝板装饰条的上端口。
这样既能确保上下两个蜂窝铝板装饰条的垂直度，又能克服两个蜂窝铝板装饰条之间接缝高低差，还能适应滑移变形。
图：
5.2.3-1竖剖标准节点
图：
5.2.3-2横剖标准节点
3、蜂窝铝板在设计时进行了跳色设计，蜂窝铝板安装应按设计图纸上的板块分配图上板编号安装就位，现场安装方向应与产品出厂指示箭头保持一致。
图：
5.2.3-3蜂窝铝板安装过程图：
5.2.3-4蜂窝铝板安装完成
4、凡是两种不同金属的接触面之间都设置防腐隔离柔性垫片以防止产生双金属腐蚀。
5、所有硬性接触处，采用弹性连接，提高了幕墙的抗震和抗风压性能，消除了伸缩变形。
5.2.4调整及质量检查:
通过留置在铝合金安装母扣上长条螺栓孔，调节铝板的角度及位置，合适后紧固铝合金母扣上的自攻螺钉。
最后拧紧用来紧固铝合金子扣与母扣的不锈钢螺栓。
确保所有的装饰条的在同一平面内。
5.2.5穿孔铝板安装:
蜂窝铝板幕墙装饰条之间采用穿孔铝板与其相间组合安装，穿孔板采用承插型,穿孔铝板在生产加工时预留加工好开口，设计铝合金母子扣挂件时在不锈钢螺栓外面加装了穿孔铝板挂接轴套，待蜂窝铝板装饰条安装完毕检查合格以后，穿孔板可以直接承插安装。
6.材料与设备
6.1材料要求
表：
6.1-1主要材料表单位：
mm
材料名称
规格
技术指标
备注
蜂窝铝板
12（1+10.2+0.8）厚蜂窝铝板
表面氟碳喷涂
应符合GB/T17748、GBJ16及GB50045的相关规定。
穿孔铝板
1.5厚
国标
GB/T429.2《铝制幕墙板》
母扣
65*65（L=65）
牌号材质为6063-T5，6063-T6
6063-T5型材的机械性能：
抗拉强度σb85.5N/mm²；6063-T6型材的机械性能：
抗拉强度σb140N/mm²
母扣
65*65（L=200）
子扣
65*28（L=65）
不锈钢螺栓
M16
国标
应符合GB/T5277及GB3098规定
6.1.1铝蜂窝板装饰面板的材质一般选用3003、5005等牌号合金铝板，表面PPG氟碳涂料，要求三涂以上，漆层厚度≥32μm，保证耐久性。
6.1.2本工程铝合金母子扣选用国内生产的高级铝合金型材。
型材表面处理方法为采用氟碳喷涂，厚度不低于40微米，符合GB5237《铝合金建筑型材》规范。
6.2机具设备
表6.2-1主要施工机具设备表
机械名称
规格型号
数量（台）
用途
全站仪
GTS—102N
1
测量放线
电子经纬仪
SZ.2-DT200
2
测量放线
激光垂准仪
DZJ2
2
测量放线
型材切割机
DT-055
15
切割龙骨
电焊机
BXZ-300A
20
焊接龙骨
电钻
GSB600RE
30
钻孔、安装螺钉
7.质量控制
7.1质量标准
本工程二次设计和施工主要执行和参照《建筑幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-2001、《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001、《建筑铝型材》GB/T5237-2004、《建筑幕墙用铝塑复合板》GB/T17748-2008、《铝幕墙板》YS/T429-2000等相关规定。
7.1.1蜂窝铝板主要技术参数
平面度偏差：
±0.5mm；尺寸偏差：
±0.2mm；
弯曲强度：
≥21.6Mpa；平面剪切强度：
≥0.52Mpa；
抗压强度：
≥0.8Mpa；剥离强度：
≥50Nmm/mm；
耐温差性：
剥离强度平均值下降≤10%。
7.1.2蜂窝铝板安装允许偏差和检验方法参照《建筑幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-2001有关规定。
7.2质量控制
本施工工艺从设计深化、材料选购、生产加工、现场安装等方面严把质量关，源于规范、高于规范，形成了高标准的企业规范。
7.2.1设计深化：
采用先进的设计方案，严格审核设计图纸，经过专家的反复推敲以及论证，对图纸进行二次深化设计，以达到控制设计的目的。
7.2.2材料选购：
加强材料质量控制管理，通过公开招标，选用国内优质生产厂家。
对材料订货、进场检验实行全过程控制。
7.2.3生产加工：
严格执行工艺标准，对加工的产品落实质量指标,确保材料加工精度及质量，针对U型蜂窝铝板幕墙装饰条以及新型的母子扣连接紧固工艺，我们请专家进行了论证，并且经专业检测：
辊压边的强度和刚度均满足工程的受力要求，有3倍以上的安全系数。
7.2.4现场安装：
对工人上岗前进行质量安全教育和专业技能培训。
在施工过程中严格按深化图进行施工并且推行三检制度，做到高标准的完成施工。
8.安全措施
8.1严格执行各项安全生产规章制度。
施工班组必须每周接受一次安全教育，提高安全意识。
认真进行安全交底，做到施工技术交底与安全交底同步进行，使作业人员明确安全生产的重点环节。
8.2严格检查幕墙高空作业人员配备安全帽、安全带、工具袋等防护用品。
严禁高空抛物，工具应放在工具袋中，防止失落。
8.3运输幕墙材料时，用警戒线拉出警戒区域，下方应有专人看护，无关人员不得入内。
吊装板材时，应单独逐块吊装，材料不得长时间在空中停留。
高空作业区域下，严禁无关人员停留或者通过，严禁上下垂直交叉作业。
8.4安装蜂窝铝板使用的施工机具在使用前必须进行严格检验，机械设备应遵守操作规程，专人操作专人看护，严禁违章操作。
9.环保措施
9.1在施工过程中严格遵守国家和地方政府的有关环境保护的法律、法规，加强对工程材料、设备、生产垃圾、弃渣的控制和治理，遵守有关防火及废弃物处理的规章制度。
在施工工程中，严格按照项目环境管理方案，控制污染。
9.2严格控制原材料的采购，选择环保型材料。
蜂窝铝板废渣及铝合金挂件废弃物均可回收再利用。
9.3与传统幕墙相比，蜂窝铝板幕墙接缝形式设计为开缝，无需化学胶嵌缝，避免环境污染与老化问题，环保节能。
9.4对施工期间产生的废料及其他建筑垃圾，应该指定地点集中堆放，按照环保要求运输至指定地点进行处理。
10.效益分析
10.1经济效益分析
虽然蜂窝铝板单价较高，但由于模块式安装、便于维修,隔热性能好、节约了保温材料，提高了施工效率，节约了成本投入，经济效益显著提高。
10.1.1目前经济效益分析：
按照本方案蜂窝铝板安装母子扣施工后，与传统工艺相比，提高工作效率10%，缩短工期约25天（经验值预计）。
人工费节约：
25天×80人×200元/天=400000元
机具租赁费节约：
25天×5000元/天=125000元
按本工法采用新型的连接紧固工艺，既可以满足外观效果，又免去了与骨架机械连接的施工难度和损耗，可以节约成本约11元/㎡，蜂窝铝板面积约37367.09㎡。
材料成本节约：
37367.09㎡×11元/㎡=411037.99元。
10.1.2长远经济效益分析：
严格的测算控制和工厂化生产，幕墙的表面平整度显著提高，使一般类似工程返修率从1.4%下降为0.8%，节省维修费用。
维修费用节省：
37367.09×（1.4%-0.8%）×802元/㎡=179805元
以上合计可节约：
111.59万元。
10.2社会效益分析
10.2.1该工艺简化了施工工序，提高了施工效率。
缩短了总工期，为第十届全国少数民族运动会按期召开奠定了有力的基础。
10.2.2该施工技术通过母子扣进行安装，避免了在高空的繁琐的焊接或者灌胶工作，降低施工难度，提高操作工人的安全性。
10.2.3其成果具有重要的理论意义和工程实用价值，为今后类似工程积累了宝贵的指导经验。
为蜂窝铝板装饰行业做出了贡献，有着很广阔的应用前景。
10.3节能与环保效益分析
10.3.1蜂窝铝板具有维护功能，隔音、隔热。
保温层只需普通铝板的一半用量，节约能源。
10.3.2母子扣挂件与蜂窝铝板，由生产厂家按照图纸要求加工制作完成后入场，模块式安装，不产生二次垃圾，满足绿色施工要求。
10.3.3板缝无需化学胶嵌缝，避免环境污染与老化问题，绿色环保。
11.应用实例
11.1本工程实例概况
鄂尔多斯市体育中心游泳馆工程，位于内蒙古自治区鄂尔多斯市康巴什新区高新科技园区内。
主体结构类型为框剪结构，幕墙有蜂窝铝板幕墙、玻璃幕墙和石材幕墙。
地下一层，地上三层，总建筑面积：
48166.8㎡。
馆内设置一个标准跳水池，十条泳道的标准比赛池和六条泳道的热身池，可举办全国性和单项国际比赛。
主要受力构件为55个与地面成75°夹角的巨型核心筒，最高点标高36.700m。
核心筒外包蜂窝铝板装饰条幕墙，面积约37367.09㎡。
工程于2012年3月1日开工，2014年9月19日竣工。
蜂窝铝板幕墙安装铝合金母子扣挂件施工技术在原有幕墙铝合金挂件的基础上，采用新型的U型蜂窝铝板幕墙装饰条及铝合金母子扣挂件的连接紧固工艺进行施工，不仅保证了安装质量及其造型新颖的外观效果，还有效的解决了传统金属幕墙的质量通病。
安装方便快捷，降低了机械、人员成本投入，缩短了施工工期，节约了造价约111.59万元。
今后类似工程改进建议：
①幕墙横龙骨考虑采用角钢，把自攻螺钉替换为不锈钢螺栓。
图11.1-1鄂尔多斯市体育中心游泳馆幕墙
11.2其它应用此工艺施工的工程实例
实例一：
邢台学院体育馆，位于泉北大街南侧，邢台学院西北部。
建筑面积25659㎡，建筑高度23.95m。
地上二层，局部地下一层。
结构类型为独立基础、框架结构，屋顶为网架结构。
采取了不同的幕墙形式，主场馆由曲面异形铝单板与玻璃幕墙交错展现出一朵含苞待放的荷花。
游泳馆、训练馆依傍牛尾河犹如一片绿叶与主馆联为一体，整体设计新颖、造型独特，功能完善，分区合理。
它是具体育比赛、日常训练、文化娱乐、集会展览于一体的大型综合性体育馆。
外装修幕墙工程包括铝板幕墙、石材幕墙和玻璃幕墙。
其中铝板幕墙16578㎡、石材幕墙2366㎡、玻璃幕墙5198㎡。
铝板幕墙连接紧固工艺采用能适应微量伸缩滑移变形要求的幕墙安装铝合金挂件工艺。
既充分保证铝板的连接强度，又能满足微量的变形要求。
开竣工日期2010年12月15日-2012年5月18日，节省造价约64.96万元。
实例二：
河北大学图书馆工程，位于河北大学科技教学园区内。
地下一层，地上八层、局部九层。
结构类型为框架-剪力墙结构，建筑面积38765.88㎡，建筑高度61.2m。
外装修工程总面积24500㎡。
包括铝板幕墙、石材幕墙、陶土板幕墙及玻璃幕墙。
铝板连接紧固工艺采用能适应微量伸缩滑移变形要求的幕墙安装铝合金挂件工艺。
开竣工日期2013年12月30日-2015年6月30日，节省造价约45.23万元。
实践证明：
依照本工法进行施工，不仅保证了施工质量和外观效果，还缩短了施工工期，降低了成本投入。
本工法工艺先进、技术成熟、安全可靠、实用性强。
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